Обработка почвы. Система обработки почвы


Осенью, после уборки урожая, в поле можно увидеть движущиеся тракторы. За каждым трактором тянется темная полоса вспаханной почвы. Плуг, прикрепленный к трактору, отрезает пласты почвы толщиной от 18 до 22 см, слегка приподнимает их и опрокидывает в сторону. Такая подготовка почвы для посевов будущего года называется зяблевой вспашкой. До вспашки поле щетинится ровно подстриженными золотистыми обрезками соломы — стернёй. После вспашки стерня перевернута, а наверх вывернут нижний слой почвы, темный и влажный. Пласт почвы при опрокидывании ломается и крошится, почва слегка перемешивается.

Зяблевая вспашка плугом, прицепленным к трактору.
Зяблевая вспашка плугом, прицепленным к трактору.

Ученые подсчитали, что на всей Земле каждый год люди приподнимают и переворачивают огромную массу почвы — 1000 км3. Если бы всю эту почву сложить в куб, то каждая сторона его равнялась бы 10 км. Гигантский куб поднялся бы над Землей выше Джомолунгмы (Эвереста) — высочайшей вершины земного шара. На вспашку ежегодно затрачивается колоссальная энергия — человеческий труд и горючее.

Для чего же нужна вся эта работа и что она дает людям?

Уже первобытный человек старался вырастить побольше полезных ему растений. Он высевал их семена в почву, но на ней появлялись и ненужные человеку растения. Их надо было удалять — выпалывать. Первобытный земледелец нашел способ освобождать посевы от большей части ненужных растений. Примитивными деревянными орудиями он очищал землю еще до посева. Много тысяч лет прошло с тех пор. Человек сумел во многом подчинить себе природу. Вместо примитивной мотыги он пользуется сложными металлическими орудиями, впрягает в плуг стальных коней — тракторы. А борьба с ненужными на пашне растениями — сорняками — продолжается (см. ст. «Сорняки и борьба с ними»). До сих пор это — одна из основных задач земледелия.

У многих многолетних сорняков корни длинные и толстые, с большим запасом питательных веществ. Если, например, осот просто срезать, из оставшегося в земле корня вырастет новый осот. Он будет отбирать воду и пищу у культурных растений. Вспашка, или, как ее называют, основная обработка почвы, наиболее полно уничтожает сорняки или, по крайней мере, ослабляет их жизнедеятельность.

Плуг подрезает толстый корень сорняка на глубине 18—20 см и верхнюю его часть выворачивает на поверхность, где она и засыхает. Оставшаяся в почве часть корня может дать слабый росток, но израсходует при этом свой запас питательных веществ. Если этот слабый росток подрезать еще раз, злостный сорняк окончательно погибнет.

Культиватор КПС-5,4.
Культиватор КПС-5,4.

Семена почти всех сорняков созревают раньше урожая культурных растений. Поэтому после уборки урожая поле обычно густо усыпано семенами сорняков. Глубокой вспашкой зарывают эти семена в нижние слои почвы. Часть семян там сгнивает, другая часть прорастает, но ростки не могут дотянуться до поверхности почвы. Семена многих сорняков способны пролежать в почве несколько лет, ожидая благоприятных условий, чтобы прорасти. При следующей вспашке такие «терпеливые» семена попадают на поверхность и дружно прорастают. Таким образом, обычная вспашка не дает гарантии, что сорняков больше на поле не будет.

Для борьбы с сорняками применяют и другой способ обработки почвы. Весной ее рыхлят на небольшую глубину специальными орудиями — культиваторами. Семена сорняков, находящиеся в разрыхленном слое, быстро прорастают. Тогда снова пускают в ход культиватор — подрезают слабые растеньица, и они гибнут. Этот метод называется провокацией сорняков. Раз в 5—7 лет на поле устраивают настоящее сражение с сорняками: дважды вспахивают его и несколько раз обрабатывают культиватором. Культурные растения в этот год на поле уже не выращивают. Такое поле находится, как принято называть, под черным, или чистым, паром. Но советская агротехника предпочитает применять занятой пар. Культурные растения высевают рядами, а с сорняками борются в междурядьях. Этим способом нельзя освободить поле от сорняков так чисто, как черным паром, но зато на поле и в этот год можно собрать урожай культурных растений.

Дисковый культиватор в одном агрегате с комбайном.
Дисковый культиватор в одном агрегате с комбайном.

Обработка почвы нужна не только для борьбы с сорняками. Она содействует и подготовке в почве питательных веществ. Растение вместе с водой берет из почвы растворы различных минеральных солей, а из воздуха — углекислый газ. В зеленых листьях с помощью солнечной энергии растение вырабатывает из углекислого газа и воды сахар, крахмал, клетчатку — строит органические вещества своего тела. После отмирания растений их надземные части и корни разлагаются и смешиваются с почвой. Разложение растительных остатков происходит в результате деятельности почвенных микробов, съедающих эти остатки (см. статьи «Микробы» и «Как живет растение»). Подсчитано, что на одном гектаре в пахотном слое почвы содержится от 2,5 до 10 Т живых микроорганизмов.

Ближе к поверхности почвы, там, где обитают аэробные бактерии, разложение растительных остатков идет интенсивней. Именно в верхних слоях почвы и образуется в естественных условиях основная масса питательных веществ, необходимых для развития растений. Микробы, питаясь растительными остатками, не могут усвоить их полностью. В результате такой неполной переработки отмерших растительных тканей образуется темное вещество — перегной, который склеивает частицы почвы в неразмываемые водой комочки (см. ст. «Почва и ее образование»). Так образуются питательные вещества в целинной, непаханой почве.

Культивация всходов кукурузы.
Культивация всходов кукурузы.

После распашки целины верхний пласт почвы становится рыхлым. Кислород в него поступает свободнее. Жизнедеятельность почвенных микробов протекает интенсивнее. Они быстрее разрушают отмершие остатки растений, и в почве становится больше минеральных солей. Потому и посевы на распаханной целине дают очень высокие урожаи. Но при ежегодной перепашке достаточно 3—5 лет, чтобы большая часть растительных остатков и травяных корешков была почти полностью разрушена микробами. После этого урожаи уменьшаются. Дальнейшая ежегодная вспашка приводит к разрушению почвенного перегноя. Процесс этот идет медленно: перегной микробам разрушить труднее, к тому же культурные растения ежегодно оставляют в почве свои корешки и отмершие части.

Чтобы сохранить при ежегодной вспашке плодородие почвы, следует вносить в нее удобрения. В некоторых штатах США фермеры не принимали мер для восстановления плодородия почвы и плодородные земли в результате усиленной обработки превратились в пустыню.

Необходимо, чтобы почва вместо разрушенных растительных остатков и перегноя ежегодно получала подкормку органическими веществами. Растительные остатки от культурных растений не могут полностью покрыть ежегодный расход, происходящий от обработки почвы. Как здесь быть? Может быть, изменить обработку почвы?

Несомненно, что переворачивание толстого слоя противоестественно для почвы. Но в то же время, чтобы получить урожай культурных растений и для борьбы с сорняками, этот способ считается хорошим и широко применяется.

Схема механизированной обработки междурядий при квадратно-гнездовом посеве (заштрихованное обрабатывается культиватором, незаштрихованное — вручную; размеры в сантиметрах).
Схема механизированной обработки междурядий при квадратно-гнездовом посеве (заштрихованное обрабатывается культиватором, незаштрихованное — вручную; размеры в сантиметрах).

Особенно заметное разрушение растительных остатков происходит в почве, если оставить ее под черным паром. В этот год почва не приносит никакого урожая и не соприкасается с корнями живых растений, а значит, не получает свежее органическое вещество. Целинную почву в любое время года пронизывают живые корни многолетних трав, благодаря этому в ней постепенно увеличивается запас почвенных органических веществ.

Однако в сельском хозяйстве применение многолетних трав невыгодно, потому что почва занята ими несколько лет, а урожай сена невелик: этим сеном нельзя прокормить большое число животных.

Учитывая все это, необходимо создавать такую систему ведения хозяйства, чтобы вся земля ежегодно давала урожай растений, чтобы сорняки уничтожались не в парующем поле, а одновременно с выращиванием урожая и, наконец, чтобы почва каждый год получала больше растительных остатков.

Большую корневую массу могут оставлять после уборки те растения, у которых и надземная масса большая. К таким растениям относится кукуруза. Эта куль тура выгодна еще тем, что дает гораздо больше корма для скота, чем любая другая культура, посеянная на такой же площади. Во время выращивания кукурузы, пока растения небольшие, можно в промежутках между ними обрабатывать почву и уничтожать сорняки.

Почва обрабатывается не только для образования в ней питательных веществ и уничтожения сорняков, но и для снабжения растений влагой. В необработанной, уплотненной земле вода поднимается к поверхности между частицами почвы по узким капиллярным промежуткам, а с поверхности испаряется. На возделанных полях такого беспрерывного притока воды к поверхности почвы нет. Ранней весной обработка культиватором и бороной нарушает в верхнем слое почвы капиллярные промежутки, и ее верхний рыхлый слой предотвращает испарение влаги. Вспаханное поле быстро впитывает дождевую и талую воду. В необработанную почву вода не успевает впитаться и скатывается вниз по склону.

Схема расстановки лап культиватора:	а — расстояние между рядами («размер междурядья»); б — защитная зона; в — зона перекрытия; г — зона обработки; д — расстояние между лапами по длине хода орудия.
Схема расстановки лап культиватора: а — расстояние между рядами («размер междурядья»); б — защитная зона; в — зона перекрытия; г — зона обработки; д — расстояние между лапами по длине хода орудия.

Схема расстановки лап культиватора: а — расстояние между рядами («размер междурядья»); б — защитная зона; в — зона перекрытия; г — зона обработки; д — расстояние между лапами по длине хода орудия.Особая система обработки почвы существует на тех полях, где выращиваются пропашные культуры. К пропашным относятся растения, которые требуют для своего питания большой площади, например кукуруза, сахарная свекла, картофель. Пока такое растение вырастет, вокруг него и в междурядьях успеют поселиться «бойкие», быстрорастущие сорняки. Они могут в конечном счете заглушить культурное растение. Поэтому почву обрабатывают не только до посева, но и во время роста пропашных культур. До недавнего времени большую часть обработки в междурядьях проводили вручную. Теперь применяют квадратно-гнездовой способ посева растений, чтобы поле можно было обработать вдоль и поперек машинами. Но около самого растения все-таки приходится проводить ручную прополку.

Для обработки междурядий пропашных культур применяют культиваторы. Культиватор подрезает корни сорняков ножами-лапами. Лапы укрепляют на раме культиватора так, что между ними свободно проходят рядки культурных растений, а сорняки попадают под нож.

Обработка почвы вызывает в ней так много физических, химических и биологических явлений, что нельзя создать единой системы обработки, которая удовлетворяла бы потребности культурных растений во всех климатических зонах и на всех типах почв. Перед наукой стоит задача создать наилучшие системы обработки почвы для каждой климатической зоны.