Повышение эффективности механизированных технологий обработки почвы в условиях склонового земледелия Центрального Черноземья

• Автор: Шварц, Анатолий Адольфович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 401 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Охрана и рациональное использование почвы, воды, воздуха, флоры и фауны важнейшие составляющие стратегии сбалансированного развития агропромышленного комплекса страны. Если учесть, что земля почва является кормилицей и, что равнинных полей практически нет, то невольно приходится задумываться над сохранением и повышением плодородия почв на всей территории России. Известно, что почвы склонов, сформированные в условиях пересеченного рельефа и подверженные воздействию водной эрозии, характеризуются, как правило, пониженным плодородием и нередко неблагоприятными агроэкологическими условиями для выращивания сельскохозяйственных культур.
По расчетам ВНИИЗ и ЗПЭ с полей ежегодно смывается 1,,8 млрд. т плодородного слоя. Даже на небольших склонах эрозия уносит минеральных удобрений, вносимых поверхностным способом. Только за счет водной эрозии около почв пашни России потеряли плодородия, а почв . В результате на эродированных почвах, в зависимости от степени смытости, урожаи сельскохозяйственных культур уменьшились от до , а общий недобор сельскохозяйственной продукции составил около .
Приостановить разрушительное действие эрозии и вернуть утраченное плодородие почв одна из главнейших задач аграрной науки и практики.
В последнее десятилетие решающее значение придается разработке и внедрению в хозяйствах новых противоэрозионных технологий и машин. Производственные сельскохозяйственные машины, разработанные без учета требований почвозащитного земледелия, обладают не только неудовлетворительной почвозащитной эффективностью, но и не обеспечивают качественного выполнения работ при эксплуатации на склонах даже небольшой крутизны. Для выполнения ряда приемов по защите почв от эрозии вообще нет средств механизации. Для их создания требуется проведение специальных исследований по отработке технологий и обоснова

нию параметров рабочих органов.

Важнейшим звеном в системе склонового земледелия и в комплексе мероприятий по повышению плодородия почвы является ее обработка. Однако технологии основной и предпосевной обработок, применяемые во многих зонах страны, не всегда учитывают требования почвозащитного земледелия и не в полной мере отвечают требованиям получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
К негативным моментам существующих технологий можно отнести уплотнение и распыление верхнего слоя почвы. Они вызваны несоответствием и несовершенством многих рабочих органов и их сочетанием, необоснованностью ширины захвата сельскохозяйственной машины, применением энергетического средства и его ходовой системы 1,2.
Общие теоретические и практические основы проектирования противоэрозийных технологий на эрозионно опасных землях изложены в работах Бараева Л.И., Госсена Э.Ф., Докучаева В.В., Заславского М.Н., Каштанова А.Н., Краснощекова Н.В., Картамышева Н.И., Милащенко Н.З., Яарциссова В.А., Сдобникова С.С., Скачкова И.А., Соболева С.С., Спирина

.П., Трегубова П.С., и многих других.

Теоретическое и экспериментальное изучение почвозащитных технологий и соответственно средств механизации изложено в работах Г.Н. Синеокова, И.М. Панова, Л.В. Гячева, А.Б. Лурье, Г.Е. Листопад, А.И. Любимова, П.Н. Бурченко, Х.А. Хачатрян, И.И. Гуреева, В.В. Кацыгина, Кушнарева, А.Д. Кормщикова, В.И. Медведева, А.П. Грибановского, М.Д. Подскребко, В.В. Бледных, Рахимова, Князева, А.П. Иофинова, Ю.А. Ветрова, Р.Л. Турецкоко, И.Г. Шульгина, И.Т. Коврикова, А.К. Кострицина, Н.В. Грищенко, М.С. Хоменко, А.П. Спирина, Д.Д. Прокопенко,
.В. Юдкина, Шишкина и других.
В решении задач дальнейшей интенсификации сельскохозяйственного производства важное значение имеет всестороннее изучение особенностей изменения плодородия почвы, уровня урожайности, сохранения и
улучшения почвенного покрова с учетом новых механизированных технологий. Научные исследования будут результативными только тогда, когда они будут не только теоретически обоснованы, но и последовательно проверены соответствующими опытами, экспериментами. Проверку нужно многократно повторить с учетом изменения условий фон, почва, крутизна склона, машина, рабочий орган, оператор и т.д Так как в поисках решения проблемы применения того или иного агроприема, механизма для почвозащитного эффекта и повышения урожая весьма важной является взаимосвязь, существующая между почвой, растениями и механизмами.
Наша многолетняя работа гг и была направлена на разрешение этой очень важной и разносторонней проблемы, имеющей большое народнохозяйственное значение. Нами она сформулирована следующим образом эффективное использование пахотных земель в условиях склонового земледелия на основе совершенствования технологических приемов и средств механизации для их выполнения.
Для решения этой проблемы нами была выдвинута гипотеза, повышение урожайности сельскохозяйственных культур в условиях склонового земледелия с обеспечением экологической безопасности за счет совершенствования технологии и технических средств. Она может быть реализована путем создания и решения модели экологически безопасной почвозащитной технологии обработки почвы, основанной на соблюдении уровня техногенных нагрузок, обеспечивающих самовосстановление оптимального состояния почвы на склонах.
Актуальность


Что касается влияния плоскорезной технологии на урожай яровых зерновых и зернобобовых культур, то в опытах одних авторов она несколько снижала его по сравнению с отвальной вспашкой, а других повышала. Большинство же исследователей , констатируют отсутствие различий в урожаях на фоне обеих систем подготовки почвы. Относительно эффективности плоскорезной обработки в степных районах Украины и Молдавии также нет единого мнения. Многие исследователи , указывают на положительную роль этой технологии в защите почв от ветровой эрозии, улучшении водного режима почвы и в конечном итоге в повышении урожая яровых зерновых и других культур. И.А. Пабат приводит экспериментальные данные согласно которым замена лущения стерни дисковыми орудиями на плоскорезную обработку культиваторомплоскорезом в несколько раз уменьшила сток воды и смыв почвы от ливней в летнееосенний период. Он же рекомендует для лучшего сохранения стерни и повышения противоэрозионных свойств зяби плоскорезную обработку проводить без предварительных лущений. После пропашных культур, по его мнению, вместо плоскорезного рыхления основная подготовка почвы должна состоять из вспашки с лункованием. В лесостепной зоне Украины безотвальная обработка, снижая эрозионные процессы на пашне в ряде случаев увеличивала запасы влаги в почве , и способствовала росту урожая . В других случаях , отмечено некоторое снижение продуктивности яровых культур сплошного сева. Испытание безотвальной системы земледелия в Нечерноземной зоне Европейской части страны показало высокую ее почвозащитную и влагонакопительную эффективность ,. Что касается влияния ее на урожай сельскохозяйственных культур, то среди исследователей нет единого мнения по данному вопросу. Ряд авторов , приводят опытные данные по положительному действию плоскорезной обработки на продуктивность яровых зерновых культур в условиях Белоруссии и Чувашии. Однако многолетние стационарные исследования, выполненные в НИИСХ центральных районов Нечерноземной зоны и СевероЗападном НИИСХ показали, что длительная безотвальная обработка снижает урожаи сельскохозяйственных культур. В условиях ЦЧО глубокая безотвальная обработка чизельным плугом и плугом Параплау на см под яровые культуры была лучше вспашки на см, как в отношении уменьшения стока талых вод и смыва почв, так и в отношении увеличения урожая ,. В опытах П. Исследованиями НИИСХ ЦЧП установлено, что при безотвальной обработке плугом Т. С. Мальцева и плоскорезному рыхлению на см изза повышенной плотности водопроницаемость мерзлой почвы была заметно ниже, чем по вспашке. Несмотря на лучшее снегонакопление это не приводило к увеличению запасов влаги в метровом слое почвы. По опытным данным Воронежского СХИ на влагонакопительную роль плоскорезной обработки влияли погодные условия зимнего периода. В малоснежные зимы и в годы с обильными осадками при теплой погоде по плоскорезной обработке запасы влаги в слое см к моменту весеннего сева были выше, чем по вспашке, а в годы с устойчивой холодной погодой и обильными снегопадами наоборот. В исследованиях ВНИИЗиЗПЭ при длительном применении плоскорезной обработки наблюдалось снижение продуктивности культур севооборота. А.И. Крупчатников , обобщив литературные данные пришел к выводу, что в ЦЧО обычная безотвальная обработка на серых лесных почвах сокращала сток на мм и смыв почвы на 0, тга. Плоскорезное рыхление на черноземах и серой лесной почве повышало сток и уменьшало смыв почвы. Ухудшение сложения пахотного слоя при плоскорезной обработке, даже при хорошей влагообеспеченности весной, приводило к значительным потерям влаги с ее поверхности. Интенсивность испарения влаги на вариантах опыта с плоскорезной обработкой с I кв. Приведенные авторами данные ,, показывают, что применение плоскорезной обработки привело к снижению урожайности зерновых культур. Проведенные исследования , с целью определения противоэрозионной роли способов посева озимой пшеницы, возделываемой на фоне отвальной и плоскорезной обработки в условиях ЦЧО, показали, что в защите почвы от водной эрозии она малоэффективна.