Вспашка
Вспа́шка (пахота, пахотные работы), технологический приём основной обработки почвы, направленный на рыхление, крошение, перемешивание и оборачивание обрабатываемого слоя почвы, подрезание сорной растительности и заделку удобрений и растительных остатков. Большинство учёных сходятся во мнении, что в современных условиях основная обработка почвы в севооборотах должна быть дифференцированной, предусматривающей чередование (сочетание) отвальных и безотвальных способов, глубоких, мелких и поверхностных обработок.
Историческая справка
Возникновение земледелия на территории современной России, по данным археологических исследований, относится к 2000 гг. до н. э.
В период становления Киевской Руси крестьяне северных и центральных районов интенсивно использовали соху и деревянную борону. Обработку «новины» проводили на 1,5–2 вершка (6–9 см), т. к. глубокую обработку считали невыгодной, зерновые культуры хорошо росли и на мелко обработанной почве. После снятия урожая на мелко вспаханной «новине» каждый год увеличивали глубину обработки, добираясь до свежей земли. Максимальная глубина обработки сохой-рогалихой была 3–4 вершка, колесянкой – 4–5.
С появлением стального плуга в начале 18 в. вся земля, находящаяся в сельскохозяйственном использовании, стала подвергаться глубокой обработке с оборотом пласта, и этот способ получил широчайшее распространение как в России, так и во всём мире. Положительную роль глубокой вспашки как фактора увеличения урожайности сельскохозяйственных культур отмечали в своих работах В. В. Докучаев, А. В. Советов, И. А. Стебут.
Систему отвальной обработки почвы в России в своих трудах теоретически обосновал В. Р. Вильямс. По его мнению, в верхних горизонтах почвы происходит потеря структурности, в нижней же части она восстанавливается. Поэтому необходимо 1 раз за вегетацию проводить вспашку полей. Он объяснял необходимость оборачивания пласта дифференциацией пахотного горизонта на слои по агрофизическим показателям плодородия. Причём она была такой сильной, что обусловливала необходимость ежегодной вспашки. Культурная вспашка на глубину не менее 20–22 см считалась единственно правильным приёмом зяблевой обработки почвы по всей стране.
Также существовали альтернативные подходы к системам обработки в зависимости от почвенно-климатических условий. Согласно трудам И. Е. Овсинского, почва в естественном состоянии обладает достаточно хорошей проницаемостью для воздуха и воды за счёт ходов дождевых червей, насекомых и отмерших корней растений. Вспашка нарушает сеть каналов естественной почвы и обращает её в однородную массу. Наличие растительных остатков у поверхности почвы способствует образованию гумуса и тем самым создает лучшую питательную среду для начального развития возделываемых растений в период их дальнейшего роста.
В 1950-х гг. в США стали широко использоваться различные приёмы сокращения обработок почвы. В США, Австралии, Германии и других странах широкое и быстрое распространение получила плоскорезная и консервирующая (минимальная) обработка, которую ещё называют почвозащитной и энергосберегающей обработкой. Например, в степных провинциях Канады, где размещено более 80 % всех её пахотных земель, применяется минимальная обработка почвы с сохранением стерни; в Великобритании на 30–40 % обрабатываемой площади проводится почвозащитная обработка.
История земледелия показывает, что во всём мире как в теории, так и на практике существовали и существуют противоречивые и противоположные взгляды на способы и глубину обработки даже однотипных почв.
Виды вспашек
Вспашка с полным оборотом пласта предназначена для уничтожения растительного покрова путём его заделки на дно борозды. Полного оборота пласта достигают при использовании рабочих органов с винтовыми поверхностями при условии, что ширина пласта более чем в 2 раза превышает его толщину. Такую вспашку рекомендуется использовать при обработке целинных земель.
Взмёт пласта применяют для создания наибольшей поверхности пашни с целью обеспечения максимального воздействия на почву воздуха, теплоты и света. Такой вид обработки получается при использовании винтовых рабочих поверхностей, когда ширина пласта меньше, чем его толщина. Взмёт пласта используется при обработке связанных задернелых почв. При взмёте образуются пустоты, нарушающие водно-воздушный режим почвы, пашня получается гребнистой, а в местах стыка пластов выступает незаделанная дернина. Для устранения этого недостатка используют углосним, который отрезает с полевой стороны пласта небольшой 3-гранный почвенный пласт и сбрасывает его на дно борозды.
Культурную вспашку выполняют корпусами с цилиндроидальными (культурными) рабочими поверхностями и предплужниками при основной обработке лёгких старопахотных почв, которые не образуют пласта при взаимодействии с винтовыми рабочими поверхностями, а рассыпаются на структурные агрегаты. Предплужник отрезает от пласта 4-гранную почвенную призму и сбрасывает её на дно борозды. При этом основной пласт интенсивнее крошится и полнее заделывает растительные остатки. Ширина захвата предплужника составляет 2/3 ширины захвата основного плужного корпуса. Если же ширину захвата предплужника увеличить до ширины захвата основного плужного корпуса, то получится двухъярусная вспашка, которую применяют при обработке почвы на большую глубину под такие сельскохозяйственные культуры, как сахарная свёкла, хлопчатник.
Ромбическую вспашку выполняют, подрезая почву 2 лемехами: со стороны дна и стенки борозды. Поперечное сечение пласта в этом случае напоминает ромб. Такая вспашка обеспечивает получение широкой открытой борозды, в которой свободно перекатываются правые колёса трактора.
Безотвальная вспашка представляет собой разновидность глубокого рыхления, которое выполняют плужными корпусами без отвалов. Иногда безотвальную вспашку называют альтернативным видом вспашки, поскольку традиционные виды предусматривают оборачивание пласта почвы в той или иной степени. Основная задача безотвальной вспашки – увеличение влагопроницаемости почв в зонах недостаточного увлажнения, подверженных ветровой эрозии или расположенных на склонах.
Вспашку с почвоуглубителем применяют на дерново-подзолистых почвах с неглубоким расположением подзола, который лишь рыхлится почвоуглубителем. В результате такого воздействия в подзолистом слое возникают почвообразовательные процессы, позволяющие через несколько лет сделать его плодородным.
Вспашку плугами с вырезными корпусами применяют также на дерново-подзолистых почвах. Её цель – раскрошить подзолистый слой, в основном оставив его на дне борозды и лишь частично перемешав с окультуренным слоем. При этом также происходит почвообразовательный процесс, приводящий к увеличению толщины окультуренного слоя пашни.
Трёхъярусную обработку применяют на солонцовых почвах с целью оборачивания и рыхления верхнего плодородного слоя, перемещения вниз солонцового слоя и замены его нижним карбонатным или иллювиальным слоем.
Способы вспашки
Известны 3 способа вспашки: загонная, фигурная и гладкая. Применение их зависит от конструкции плуга, размера и формы земельного участка и места его расположения по рельефу.
В настоящее время наиболее широко распространена загонная вспашка. До её проведения поле разделяют на загоны (полосы) прямоугольной формы, длина которых определяется размером поля (300–2000 м), а ширина – захватом агрегата (40–140 м), и она должна быть кратной его захвату. Если этого не сделать, то будут оставаться недопаханные места, на распашку которых потребуется дополнительное время. Одновременно на конце загонов выделяют поворотные полосы, ширина их зависит от состава тракторных агрегатов. Вспашка должна быть прямолинейной и без огрехов. Чтобы не было погрешностей, 1-ю борозду прокладывают строго по расставленным вешкам. Загоны обрабатывают всвал и вразвал.
Вспашку всвал начинают с середины загона. Пройдя 1-ю борозду по всему загону, трактор делает крутой холостой поворот вправо и делает 2-ю борозду рядом с 1-й. В результате в середине загона получается гребень. Следующие пласты укладывают в направлении срединного гребня с одной и с другой стороны загона. После вспашки по краям загона образуются разъёмные борозды.
Вспашку вразвал начинают с края загона. Трактор, пройдя до его конца вместе с агрегатом, поворачивается налево и прокладывает борозду на другом краю загона, отваливая пласт вправо. При такой вспашке посредине загона образуется разъёмная борозда, а в местах смыкания загонов (по краям) – гребни.
Хотя загонная вспашка имеет некоторые преимущества перед другими способами обработки, на её пашне появляются нежелательные гребни и борозды. Кроме того, получается много холостых заездов и крутых поворотов трактора с агрегатом. При неровной поверхности затрудняется высев семян и создаются неодинаковые условия для растений. Чтобы уменьшить на пашне количество гребней и борозд, нечётные загоны (1-й и 3-й) пашут всвал, а чётные (2-й и 4-й) – вразвал. Во время такой пахоты борозды нечётных делянок заделываются почвой при вспашке чётных загонов. Эту вспашку часто называют петлевой. Её применяют при ширине загона 80–100, 120 и 140 м и длине соответственно 1000, 1500 и 2000 м.
Через год каждый вспаханный всвал загон пашут вразвал, а вспаханные вразвал обрабатывают всвал. Это делают для того, чтобы не было углубления борозд и увеличения гребней. При вспашке беспетлевым комбинированным способом выделяют 2 загона с коротким гоном, ширина которых должна равняться 8 радиусам поворота трактора с агрегатом. На почвах, избыточно увлажнённых, применяют узкозагонную вспашку вдоль склона или под некоторым углом к нему для удаления лишней воды в специальные осушительные канавы. При всех способах загонной вспашки корпуса плуга должны идти прямолинейно на одинаковую глубину. После вспашки загонов заделывают их концы.
Фигурная вспашка распространялась на полях с неправильной конфигурацией. Её можно проводить как всвал, так и вразвал. При этой вспашке корпуса плугов не вынимаются из борозд и находятся в работе также и на поворотах. Однако при фигурной вспашке бывают огрехи и остаются невспаханные места по углам и диагоналям, на которых размножаются сорняки и создаются неодинаковые условия для жизни культурных растений. Поэтому фигурная пахота запрещена.
Гладкая вспашка проводится оборотным плугом. В одном направлении движения плуга подрезанный пласт отваливается вправо, а в другом – влево. От гладкой вспашки поле бывает ровным, без борозд и гребней. По качественным показателям она превосходит загонную и фигурную. Гладкую вспашку оборотными плугами применяют в гористых местах и на крутых склонах.
В рамках традиционного метода основной обработки, с оборотом пласта, глубина вспашки считается средней в пределах 20–25 см. Пахота меньше 20 см считается мелкой, рыхление почвы глубже 25 см считается глубокой обработкой. Самую глубокую обработку применяют периодически при рыхлении образовавшейся «подошвы» – нижнего уплотнённого горизонта почвы (от 12 до 17 см ниже горизонта стандартной глубины пахоты), образовавшегося в результате многолетней основной обработки на одинаковой глубине. Эффект образования подошвы снижает урожайность культур и требует для восстановления разрушения спрессованного слоя более глубокой обработкой. Уничтожением подошвы обеспечивается доступ к более глубоким увлажнённым горизонтам почвы для корней возделываемой культуры. Глубокая вспашка плантажными или чизельными плугами при условии соответствующего состояния грунта может достигать до 100 см глубины.
Агротехнические требования
Оптимальные сроки проведения вспашки с оборотом пласта зависят от климатических особенностей региона.
В жарком и засушливом климате при ГТК ≤ 1 (гидротермический коэффициент Селянинова – отношение суммы выпавших осадков за период с температурами выше 10 °С к сумме температур за то же время, умноженное на 10) вспашку с оборотом пласта под культуры следующего года наиболее эффективно проводить в летне-осенний период. Это даёт больше возможностей по накоплению и сохранению влаги, уничтожению злостных сорняков после уборки предшественника, а также выравниванию почвы после вспашки. Основной фактор эффективности зяблевой (осенней) обработки в том, чтобы почва смогла заполниться достаточным количеством влаги.
В прохладном и влажном климате с избыточным уровнем увлажнения (ГТК >1) весенняя вспашка с оборотом пласта может иметь преимущество по сравнению с осенней обработкой почвы. Весенняя вспашка вызывает повышенное испарение избыточной влаги за счёт сочетания хороших условий аэрации с хорошим прогревом почвы. Этот фактор оказывает положительный эффект на продуктивность растений только в условиях избыточного увлажнения, тогда как при дефиците влаги он отрицательно влияет на выращиваемые культуры. С экономической и организационной стороны эффективность весенней вспашки значительно ниже зяблевой обработки почвы по причине сжатых агротехнических сроков и пересечения с другими видами полевых работ в пиковый период.
Технологии, использующие различные приёмы вспашки
Экстенсивные технологии предусматривают использование естественного плодородия почв, экономию издержек производства по абсолютной величине. Применяется отвальная обработка почвы.
Нормальные технологии предусматривают устранение лимитирующих природных факторов; минимальная рентабельность, обеспечивающая расширенное воспроизводство; поддержание достигнутого уровня окультуренности полей. Применяется комбинированная обработка почвы.
Интенсивные технологии направлены на достижение оптимального по окупаемости ресурсов уровня минерального питания и защиты растений, устойчивого социально-экономического развития товаропроизводителя в перспективе. Применяется комбинированная обработка почвы.
В высокоинтенсивных технологиях наблюдается наиболее полная реализация биологического потенциала культур с помощью достижений научно-технического прогресса, качественно новые технологические решения. Проводится обработка почвы, оптимизированная по агроэкологическим типам и видам земель в рамках точного земледелия.