Система обработки склоновых, мелиорированных и вновь осваиваемых земель
1. Особенности обработки почв на склонах.
2. Обработка мелиорированных земель.
В склоновом земледелии обосновывают использование соломы и других растительных остатков, какую их часть следует использовать в животноводстве, а какую надо оставить на полях в качестве мульчи. В связи с необходимостью оставления части выращенной биомассы на полях заблаговременно устанавливают высоту среза растений при работе комбайном, решают, какой применять способ измельчения органических остатков.
Необходимо учитывать экологическую экспертизу сельскохозяйственной техники и технологии возделывания культур на склоновых землях с целью обеспечения защиты почв от эрозии, предотвращения сноса со склонов удобрений и нести пестицидов.
Сорта, возделываемые на склоновых землях, должны отличаться повышенной отзывчивостью на удобрения и дружно созревать, так как на склонах различной крутизны и экспозиции в пределах одного поля складываются различные условия вегетации культур. Экологические условия почв на склонах определяются целым рядом факторов.
Среди природных – важное значение имеет рельеф (экспозиция склонов), с которыми связано перераспределение тепла и атмосферных осадков. Склоны южной экспозиции при прочих равных условиях характеризуются более высоким радиационным балансом и менее благоприятными условиями увлажнения. Почва теряет влагу из-за высокой испаряемости и более бурного весеннего снеготаяния. На северные склоны поступает на I4% меньше солнечной энергии, чем на южную. Тот же эффект при освещении бугристых поверхностей по сравнению с ровной поверхностью. Продолжительность вегетационного периода растений одного и того же сорта, возделываемых на склонах разной экспозиции, различается па 7 – 15 дней.
Особенности обработки почв на склонах. В общем комплексе мероприятий по интенсификации почвозащитного земледелия важным фактором является рациональная обработка почвы склоновых земель. В условиях Нечерноземной зоны России при обработке дерново-подзолистых почв в одних хозяйствах стремятся создать мощный пахотный слой путем рыхления подпахотного горизонта с одновременным внесением больших доз органических и минеральных удобрений, извести; в других – минимализировать обработку. Но ни один отдельно взятый способ не может быть оптимальным. Очень важно применять разные меры противоэрозионной обработки с учетом конкретных условий рельефа, почв, погодных условий.
На склоновых землях увеличение урожая по более глубокой вспашке отличается неустойчивостью, а иногда его может не быть совсем. Это объясняется, с одной стороны, бедностью и истощенностью таких почв, а с другой – включением, а часто значительным припахиванием малоподвижного подпахотного слоя.
Традиционная отвальная обработка, проводимая в основном вдоль склона, совершенно недопустима в склоновом земледелии. Она усиливает водную эрозию, ведет к непроизводительным расходам влаги и питательных веществ, требует больших энергетических, трудовых и денежных затрат.
С ухудшением физических свойств уменьшается эрозионная устойчивость почвы. На поверхность выходят более уплотненные нижние горизонты с меньшим содержанием питательных веществ и водопрочных агрегатов.
На них не может образоваться густой полог культурных растений, способный противостоять эрозии. Кроме того, существенное увеличение плотности сложения, состояние скважности и ухудшение структуры почвы на эродированных землях приводят к быстрому их заплыванию, уплотнению, снижению непроницаемостью и глубины промачивания. Лишь применение глубокого безотвального рыхления позволяет устранить эти причины.
Система обработки почвы на склонахдолжна обеспечивать максимальное задержание осадков на месте их выпадения. Подготовка склоновых земель к обработке кроме образования водоотводящих борозд у вершин, должна предусматривать устранение формирующихся и прилегающих к полю оврагов. На землях в условиях мелкохолмистого рельефа необходимо учитывать, что на выпуклых и прямых склонах почвы менее увлажнены, чем на вогнутых или выпукло-вогнутых, а также ступеньчатых. Во избежание ухудшения технологических свойств почвы и ее потерь при смыве обработку почвы и последующие работы следует проводить по мере готовности полей.
Существует множество приемов устранения последствия процессов водной эрозии. Наиболее доступным из них является вспашка, культивация и рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности параллельно направлению горизонталей.
Один из наиболее эффективных почвозащитных приемов на склоновых землях при зяблевой обработке — рыхление без оборота пласта с сохранением на поверхности поля мульчи – слоя из стерни, растительных остатков. Для безотвального рыхления используют плуг со стрельчатыми рыхлящими лапами конструкции ЦНИИМЭСХ или серийными плоскорезами.
Читайте также: Австралия широколиственные леса почва
Простой и действенный прием обработки почв, в борьбе с водной эрозией – щелевание, проводимое на поле занятых посевами озимых культур, а так же на сенокосах и пастбищах. Хороший эффект, в основном за счет сокращения объема поверхностного стока, дает щелевание зяби при промерзании почвы на глубину 3 – 5 см. Однако на посевах озимой пшеницы при щелевании под посевы культуры получают лучшие результаты по сравнению со щелеванием промерзшей на глубину 3 см почвы. Это связано с тем, что в условиях Нечерноземья почва промерзает на глубину 5 см и более в течение 1 – 2 суток и поэтому время проведения приема на больших площадях крайне ограничено. Щелевание же почвы, промерзшей на глубину 5 – 7 см и более, вызывает значительные повреждения растений, существенно снижает урожай. Многолетние травы по тем же причинам лучше щелевать до начала периода осенних заморозков.
Проведение щелевания озимых и многолетних трав в рекомендуемые сроки меньше повреждает растения щелерезами и движениями тракторов, верхняя часть щели имеет малую ширину, снижается буксование тракторов.
На склонах со смытыми дерново-подзолистыми почвами эффективно осеннее чизелевание, которое увеличивает водопоглощающую способность. При проведении чизелевания в почве остается много пустот, способствующих накоплению влаги и снижению стока. Под действием этого приема улучшаются водно-воздушные свойства слоя почвы на глубину обработки, при этом на 0,06 – 0,15 г/см 2 уменьшается ее плотность, на 14—23% снижается твердость.
Положительное влияние на водно-физические свойств смытых дерново-подзолистых почв и урожайность полевых культур оказывает приспособление для нарезки узких вертикальных щелей на глубину 30 – 35 см (разработано Смоленским филиалом ТСХА), используемое в сочетании с плугам и сеялками. Углубление пахотного слоя позволяет разрушить уплотненную прослойку подпочвы, образующуюся при обработке на одну и ту же глубину.
Усилить противоэрозионную эффективность вспашки поперек склона можно кротованием. Для этого на плуги серийного производства устанавливают кротователи. Кротователи образуют в почве на глубине 35 – 40 см сеть глухих дрен диаметром 6 – 8 см с расстоянием между ними 70 – 140 см. Кротователь разрушает плужную подошву, образуя пористые щели и кротовины, улучшающие водно-воздушный режим почвы. Кротование в сочетании со щелеванием целесообразно применять при коренном улучшении сенокосных и пастбищных угодий. Кротованне-щелевание повторяют через 2 – 3 года, в зависимости от типа почвы.
Большой почвозащитный эффект на дерново-подзолистых, средне- и сильносмытых почвах комбинированной вспашки поперек склона (при крутизне свыше 40˚).
Принцип комбинированной вспашки состоит в том, что с одного навесного четырехкорпусного плуга снимают отвалы, за исключением отвала последнего корпуса, к которому крепят удлинитель для нарезки валиков при вспашке. Кроме того, на плуг устанавливают почвоуглубители на 10 – 15 см ниже полевой доски. Таким образом, получается безотвальная вспашка с рыхлением подпахотного горизонта. Ширина взрыхленных полос корпусами плуга без отвалов с сохранением стерни на поверхности вспаханной почвы между гребнями составляет 110 – 120 см.
Комбинированная вспашка зяби на склонах позволяет сохранить влагу, накопленную на зимний период; более чем в 2 раза уменьшить смыв почвы паводковыми водами и вдвое сократить потери основных питательных веществ с продуктами эрозии; повысить урожайность ячменя до 2 ц/га, озимой ржи до 5 ц/га.
Перспективный противоэрозионный прием зяблевой обработки почв на склонах различной крутизны, формата, расчлененности и сложности – плоскорезная обработка, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с обычной отвальной. Почва защищается от размывающего действия дождей и талых вод растительными остатками, увеличивается поступление влаги, не уменьшается количество гумуса, повышается урожайность сельскохозяйственных культур.
В качестве орудий для такой обработки дерново-подзолистых почв можно применять плоскорезы –глубокорыхлители. Кроме того, в борьбе с водной эрозией полезны приовражно — балочиые насаждения
Максимально возможное снижение интенсивности эрозионных процессов на пахотных склонах обеспечивает почвозащитное контурно-мелиоративное земледелие. Главное его преимущество – наиболее полное рациональное использование земельных и водных ресурсов. Контурная организация территории дает возможность проводить обработку почвы и другие мероприятия на местности, позволяет почти полностью зарегулировать сток талых и ливневых вод и резко снизить смыв почвы.
Читайте также: Не чувствовать почву под ногами значение
Главнейшее не только агрономическое, но и экономическое требование к системе противоэрозионных мероприятий – сокращение потерь химических элементов за пределами биогеоценоза вследствие смыва почв, повёрхностного и внутри почвенного стока талых вод и перемещения их в нижележащие горизонты.
При высоком уровне интенсификации земледелия в Нечерноземной зоне РФ системы противоэрозионных обработок (обычная вспашка поперек склона на глубину 20 – 22 см, обычная + щелевание на 40 – 50 см и поверхностная – лущение на 8 – 10 см среднеэродорованной почвы в почвозащитном зернотравяном севообороте овес – ячмень с подсевом многолетних трав – многолетние травы первого года пользования – многолетние травы второго года использования – озимая пшеница) по-разному влияют на вынос элементов питания со смытой почвой, С увеличением нормы минеральных удобрений наблюдалась тенденция к возрастанию потерь питательных веществ с твердым стоком. Наибольшие потери элементов питания, особенно углерода, отмечались при поверхностной обработке почвы на склоне крутизной 8°.
Химические элементы со склоновых угодий теряются с поверхностным и внутрипочвенным стоком, а также вместе со смытой почвой. Так, потери химических элементов в условиях Московской области были наибольшими (до 700 кг/га) при поверхностной обработке н внесении NPK в дозе 60 ной 90 кг/га, наименьшее (до 150 кг/га) – при обычной вспашке не со щелеванием при тех же дозах удобрений. Наибольшие потери нитратных форм азота (45,8—65,9 кг/га) с поверхностным стоком талых вод отмечены при обычной и поверхностной обработках почвы, подвижных форм фосфора (6,5 – 7,5 кг/га) – при поверхностной, наибольшие потери калия то (39 – 36,7 кг/га) катионов кальция (62,6 – 67,3 кг/га) к углерода (123 – 238,6 кг/га) – также при поверхностной обработке.
С увеличением крутизны склона с 40 до 8° возрастают потери химических элементов с поверхностным стоком талых вод. При этом наблюдается преобладание в поверхностностекаемых водах крайне важного для плодородия почв элемента – кальция, что ухудшает физико-химические свойства пахотного слоя и приводит к увеличению его почвенной кислотности. Следовательно, проектируя работы по периодическому известкованию, в первую очередь надо вносить известь на склоновых дерново-подзолистых почвах.
Большинство противоэрозионных приемов обработки заметно уменьшают потеки питательных элементов. Так, безотвальная обработка почв, а также щелевание озимых и многолетних трав по сравнению со вспашкой поперек склона на глубину 20 – 22 см снижают потери азота, фосфора и калия на 51 – 54%, плоскорезная обработка почв – на 26 – 43, глубокая вспашка и почвоуглубление – на 39 – 42, обвалование зяби – на 22. Очень высоким природоохранным эффектом обладают на склонах гидрофизической сети и водорегулирующие и прибалочные лесные полосы и, лесонасаждения. Они способствуют интенсивному водопоглощению талых и ливневых вод, создают новый плодородный слой за счет смываемой с полей почвы. Кроме того, лесная подстилка – естественный фильтр, очищающий поверхностный сток воды от загрязнения химикатами. Сток склоновых вод перехватывают нагорными каналами и сбрасывают его в магистральный канал или в водоприемник.
Грунтовый и грунтовонапорный потоки перехватывают ловчими каналами и вертикальным дренажем в сочетании с ловчими каналами. Глубина ловчего канала находится в пределах 2,5 – 3,5 м. Ловчие каналы располагают по границам выклинивания грунтовых вод.
Система двустороннего регулирования влажности почвы. В Нечерноземной зоне сельскохозяйственные культуры страдают не только от избытка, но и от недостатка воды. Здесь бывают часто засушливые годы и периоды, когда растения испытывают дефицит влаги. Дефицит влагозапасов усугубляют низкая влагоемкость преобладающих минеральных почв и высокий процент малодоступной растениям влаги в торфяных почвах.
На осушаемых почвах в увлажнении в первую очередь нуждаются овощные и кормовые культуры, культурные пастбища и сенокосы, картофель и некоторые технические культуры. Потребность в увлажнении появляется преимущественно при недостатке атмосферных осадков в период максимального водопотребления растений.
Система двустороннего регулирования влажности почвы состоит из двух частей: осушительной – для отвода избыточных вод и увлажнительной – для подачи воды в корнеобитаемый слой почвы. Система включает в себя регулирующую, ограждающую и проводящую сеть, гидротехнические сооружения, водоприемники и водоисточники, дорожную сеть, эксплуатационные устройства и мелиорируемые земли.