1. Научные основы системы земледелия. Сущность почвозащитной системы земледелия.
Почвозащитная система земледелия представляет собой комплекс защитных средств и приемов, направленных на регулирование поверхностного стока, защиту почв от смыва, размыва и намыва, восстановление и повышение плодородия смытых почв, и вовлечение смытых (бросовых) земель в рациональное хозяйственное использование. Система включает четыре крупных звена: агромелиоративное, фитомелиоративное, гидромелиоративное и организационно-хозяйственное.
Наука и практика показывает важность комплексного подхода к решению проблемы охраны почв. В природе нет почв, абсолютно устойчивых против водной эрозии и дефляции. Земли отличаются друг от друга лишь степенью устойчивости, но при определенных условиях могут подвергаться разрушительному воздействию ветра и воды. Из такого положения напрашивается вывод о том, что все системы земледелия обязательно должны быть почвозащитными
Почвозащитную систему земледелия можно охарактеризовать как зональный научно обоснованный комплекс организационно-хозяйственных, агромелиоративных, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий, обеспечивающий максимальную эффективность земледелия при рациональном использовании всего ресурсного потенциала.
Системы земледелия.
1) Примитивные системы земледелия (подсечно-огневая, лесопольная, залежная, переложная).
2) Экстенсивные системы земледелия.
a) паровая система земледелия (пар–снижение перелога; п-з; п-з-з; п-з-з-з);
b) многопольно-травяная система земледелия (развитие паровой системы);
c) улучшенные зерновые системы земледелия;
d) травопольная система земледелия.
3) Плодосменная система земледелия представляет собой тип интенсивной системы, при которой осуществляется воспроизводство плодородия почвы исключительно интенсивными приемами земледелия. К важнейшим признакам плодосменной системы земледелия относится: распашка естественных кормовых угодий; возделывание кормовых культур в севообороте; замена чистых паров занятыми с преимущественным возделыванием на них бобовых трав; чередование зерновых культур (стеблевых) с бобовыми и пропашными (листовыми).
Классический пример севооборота: 1. озимая пшеница; 2. кормовые корнеплоды; 3. ячмень с подсевом клевера; 4. клеверный пар.
4) Промышленно-заводская система земледелия.
5) Современные системы земледелия:
a) контурно-мелиоративные системы земледелия (КМЗ);
b) ландшафтные системы земледелия;
c) адаптивно-ландшафтные системы земледелия.
В процессе длительной эволюции естественные ландшафтные системы выработали специфические свойства, в частности способность к саморегулированию и самовоспроизводству. Переход естественных ландшафтов в агроландшафты значительно изменяет вещественно-энергетические связи в прежде целостном организме.
В то же время все перечисленные системы современного земледелия по своей сути должны быть направлены на защиту почв от эрозии.
Не зависимо от того будет ли это ландшафтная или адаптивно-ландшафтная система земледелия в ней обязательно будут севообороты.
Классификация севооборотов (по С.А. Воробьеву)
|
Тип севооборота |
Вид севооборота |
|
I Полевой |
Зернопаровые |
|
Зернопаропропашные |
|
|
Зернотравяные |
|
|
Зернотравяно-пропашные (плодосменные) |
|
|
Пропашные |
|
|
Травяно-пропашные |
|
|
Сидеральные |
|
|
II Кормовые: |
Плодосменные |
|
прифермские |
|
|
сенокосно-пастбищные |
Пропашные |
|
Травяно-пропашные |
|
|
Травопольные |
|
|
III Специальные |
Почвозащитные |
|
Пропашные (овощные, плодово-питомнические, земляничные и др.) |
|
|
Травяно-пропашные (хлопковые и др.) |
|
|
Зернопропашные (свекловичные, льняные, табачные, конопляные и др.) |
Разрабатывая и внедряя почвозащитные севообороты мы должны знать основные принципы проектирования, введения и освоения почвозащитных севооборотов на склоновых землях. Они включают:
§ детальный учет агрономических особенностей склоновых земель;
§ подбор культур, обеспечивающих наибольший экономический и почвозащитный эффект;
§ нарезку полей и рабочих участков, позволяющих успешно использовать машино-тракторные агрегаты при возделывании культур на склонах;
§ выполнение программы по производству растениеводческой продукции при наименьшей ее себестоимости.
Под почвозащитными севооборотами часто понимают севообороты с высоким насыщением многолетними травами и культурами сплошного посева. В интенсивном земледелии важно установить соотношение и чередование культур в севообороте, которые обеспечивают максимальный выход продукции с каждого гектара земли при сохранении и наращивании ее плодородия. Это возможно лишь при условии обеспечения надежной защиты почвы от эрозии и дефляции.
Почвозащитная способность культур зависит от состояния надземной и корневой массы в период проявления эрозионных процессов.
Почвозащитные севообороты вводят на земельных массивах со средне- и сильносмытыми почвами, которые расположены на склонах крутизной более 50. Они необходимы также на легких почвах, сильно подверженных ветровой эрозии, где обычных агротехнических мер для предотвращения недостаточно. В таких севооборотах бывает 3-5 полей многолетних трав, создающих мощную дернину, которая скрепляет почву, защищает ее от смыва и выдувания.
На склонах различной крутизны рекомендуют различные схемы севооборотов. В качестве примера приведу наиболее типовые из них.
|
Севооборот |
Растения |
|
На склонах 0-30 зернотравяно-пропашные |
1. однолетние или многолетние травы; |
|
2. озимая пшеница; |
|
|
3. сахарная свекла или картофель; |
|
|
4. зерновые бобовые; |
|
|
5. озимая пшеница; |
|
|
6. Крупяные культуры; |
|
|
7. яровые зерновые с подсевом многолетних трав. |
|
|
На склонах 3-50 зернотравяные |
1. многолетние травы; |
|
2. озимая пшеница; |
|
|
3. зерновые бобовые или однолетние травы; |
|
|
4. озимая пшеница; |
|
|
5. ячмень с подсевом многолетних трав. |
|
|
На склонах более 50 травяно-зерновые |
1–3. многолетние травы; |
|
4. озимая рожь; |
|
|
5. овес с подсевом многолетних трав. |
Наука и практика показывает важность комплексного подхода к решению проблемы охраны почв. В природе нет почв, абсолютно устойчивых против водной эрозии и дефляции. Земли отличаются друг от друга лишь степенью устойчивости, но при определенных условиях могут подвергаться разрушительному воздействию ветра и воды. Из такого положения напрашивается вывод о том, что все системы земледелия обязательно должны быть почвозащитными.
1. Фитомелиоративные агрономические приемы повышения продуктивности склоновых земель и защиты почв от эрозии.
2. Агротехнические приемы противоэрозионной обработки почвы.
3. Дополнительные приемы снегозадержание и регулирования снеготаяния.
4. Агрохимические приемы повышения плодородия почв и защиты от эрозии.
5. Агрофизические приемы повышения противоэрозионной устойчивости почв.
1. Освоение почвозащитных севооборотов с оптимальным составом культур, обеспечивающим максимальный выход относительно дешевой с.-х. продукции, наибольшую защиту почв от эрозии и повышение плодородия смытых почв.
2. Постоянное совершенствование сортового состава культур, возделываемых в севооборотах на смытых почвах, при котором обеспечивается максимальный урожай и наилучшая защита почв от эрозии.
3. Установление оптимальных норм высева культур в севооборотах с учетом степени смытости почв.
4. Контурный посев культур, а при перекрестном севе – второй проход сеялок поперек склона.
5. Освоение почвозащитных севооборотов с полосным размещением культур на склонах.
6. Посев на полях буферных полос.
7. Посев на полях с пропашными культурами буферных полос.
8. Применение пожнивных, поукосных и различных вариантов совмещенных посевов культур в противоэрозионных севооборотах, в том числе посевы сидератов.
9. Применение сплошного или полосного мульчирования.
10. Контурная посадка многолетних насаждений.
11. Посев в междурядьях садов, виноградников и в междурядьях других многолетних насаждений буферных полос из многолетних трав и однолетних культур; черезрядное залужение междурядий, мульчирование междурядий.
12. Поверхностная и коренная мелиорация лугов и пастбищ на склонах.
13. Освоение почвозащитных пастбищеоборотов на склоновых землях
14. Черезполосное освоение малопродуктивных склонов под посевы кормовых культур.
15. Залужение водоотводящих водотоков.
Важно: проведение в оптимальные сроки всех полевых работ на склоновых землях, учитывая экспозицию склонов, смену почвенного покрова, состояние влажности и температуры почвы и другие почвенно-климатические условия склоновых земель.
Полосное размещение культур в качестве меры борьбы с эрозией известен давно. Характер противоэрозионной действия его заключается в распылении стока талых и ливневых вод с последующей кольматация продуктов смыва, а также в уменьшении скорости и пути пилеповитряного потока над незащищенной поверхностью почвы и в снижении ее дефляции.
Известно, что полосное размещение посевов уменьшает развитие ветровой эрозии почв; во-первых, благодаря уменьшению пылесборной площади, вследствие чего ограничивается количество передвигающихся скачкообразно частиц (0,5-0,1 мм), то есть резко снижается так называемый лавинный эффект; во-вторых, посевы зерновых культур или пожнивные их остатки, а также многолетние травы способны удерживать (поглощать) перемещаемые почвенные частицы; в-третьих, травостой многолетних трав и стерня зерновых культур, создавая шереховатую поверхность, значительно снижает скорость ветра у поверхности почвы, и этим самым предотвращает дальнейшее развитие дефляции.
Полосное размещение агрофонов и сельскохозяйственных культур применяют как в отдельных полях на склонах, так и на площади всей почвозащитной севооборота. Удобные для этого склоны с прямым поперечным профилем, не имеющие котловин. Для защиты почв от водной эрозии эффективное такое размещение полос, при котором продольный наклон их границ не превышает 1 °. Для этого границы полос размещают в виде параллельных прямых или кривых линий, максимально приближенных к направлению горизонталей.
При создании криволинейных полос необходимо, чтобы радиус кривизны был удобным для работы тракторов и сельскохозяйственных машин, не приводил бы к потерям урожая и составил при чередовании густопокривних культур с паром 50 м и с пропашными - 90 м.
Для защиты почв от выдувания полосы следует размещать под прямым углом к направлению эрозионно опасных ветров. В условиях пересеченной местности такое размещение полос от перпендикулярного не превышало 45 ° в районах слабого и 25-30 ° сильного проявления ветровой эрозии.
Ширина полос должна быть меньше критической длины склона, опасной в эрозивном отношении при отсутствии растительного покрова; обеспечивать достаточное рассеивание и задержания стока, кольматаж смытого почвы, а также уменьшение скорости ветра в приземном слое; быть одинаковой по всей протяженности и обеспечивать эффективное использование современных высокопроизводительных сельскохозяйственных машин и орудий.
Ширину полос устанавливают в зависимости от: гранулометрического состава, фильтрационной способности и эрозионной устойчивости почв, крутизны, длины и формы склона; почвозащитной характеристики выращиваемых культур, направления ветров, обусловливающие пыльные бури, и отклонения полос от этого направления (табл. 40).
Почвозащитную систему земледелия можно охарактеризовать как зональный научно обоснованный комплекс организационно-хозяйственных, агромелиоративных, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий, обеспечивающий максимальную эффективность земледелия при рациональном использовании всего ресурсного потенциала.
Наряду с положительным действием обработки на почвенное плодородие, ее применение без учета зональных почвенно-климатических условий может привести к отрицательным последствиям – это развитие водной и ветровой эрозии, чрезмерное уплотнение или распыление почвы и др. Наличие таких процессов снижает плодородие и продукционную способность почв. Поэтому знание научных основ современного земледелия позволит усилить положительное и уменьшить отрицательное действие обработки на воспроизводство плодородия почвы. Кроме того, разработка и совершенствование приемов и систем обработки почвы на основе достижений в смежных науках с учетом зональных особенностей и отдельных культур способствуют снижению энергетических и трудовых затрат.
Основными задачами обработки почвы являются:
§ создание благоприятных водно-воздушного и теплового режимов путем изменения строения пахотного слоя почвы и ее структурного состояния;
§ улучшение питательного режима в результате воздействия на жизнедеятельность почвенной биоты;
§ борьба с засоренностью почвы и посевов, с вредителями и возбудителями болезней сельскохозяйственных культур;
§ заделка в почву прежней растительности или ее остатков и удобрений;
§ предупреждение и защита почвы от ветровой и водной эрозии;
§ создание необходимых условий для проведения посева культурных растений, ухода за ними и уборки урожая.
Приемы глубокой обработки – это периодическое воздействие почвообрабатывающими орудиями и машинами на почву определенным способом с целью увеличения мощности обрабатываемого слоя без существенного изменения генетического сложения на глубину 25…35 см.
На почвах с достаточным гумусовым горизонтом более эффективной является отвальная вспашка на глубину 18–20 см поперек склона с отваливанием пласта вниз по склону.
Отвальную и безотвальную пахоту проводят плугами П-5-35 или ПН-4-35 с тракторами ДТ-54, Т-74 и Т-75.
В современном земледелии для проведения вспашки применяют плуги с культурной и комбинированной формой отвала. Комбинированные отвалы занимают среднее положение между культурными и полувинтовыми. Но и эти формы отвалов не обеспечивают высококачественного выполнения технологических операций (оборачивания и рыхления), так как пахотный слой почвы неоднороден по своим свойствам. Поэтому для хорошего оборачивания, крошения и рыхления почвы плуги снабжаются предплужниками.
Предплужник представляет собой уменьшенную копию корпуса плуга и устанавливается впереди основного корпуса. Предплужник подрезает верхнюю часть пахотного слоя (10–12 см) и сбрасывает его на дно борозды, а идущий сзади основной корпус поднимает нижний слой, который хорошо крошится на отвале плуга и засыпает сброшенную в борозду почву.
Такая технология вспашки обеспечивает хорошую заделку растительных остатков, семян и вегетативных органов размножения сорняков, вредителей и возбудителей болезней культурных растений и более полное их отмирание и разложение.
Применение предплужников на задернелых участках повышает тяговое сопротивление плуга, но снижает затраты по дальнейшей обработке почвы. Так, поле, вспаханное плугами с предплужниками, не требует дополнительного проведения поверхностных обработок.
Вспашка плугом с предплужником получила название культурной, так как при ее проведении создаются благоприятные условия для роста культурных растений и повышения их урожайности.