Обоснование способа прецизионной обработки почвы

На использовании этого преимущества и была построена первоначальная идея.  А непосредственная суть её заключалась в изменении порядка проведения технологических операций - глубокое безотвальное рыхление почвы предлагалось проводить последним в цикле весенне-полевых работ - после посева возделываемой культуры [57,62]. Проведение  основной обработки  последней, в комплексе операций воздействующих на почву, позволяло полностью избежать антропогенного  переуплотнения почвы.  Это повысит урожайность примерно на 8-10 % и уменьшит расход азотных удобрений. Кроме того, снизится пик весенней хозяйственной нагрузки, а значит, сроки посева приблизятся к оптимальным (опять обеспечивая повышение урожайности) и, наконец, экономятся энергозатраты, так как используется минимизированная (безотвальная) обработка почвы. То есть, используя минимизированную по форме обработку почвы, за счет приближения её к наиболее критическому моменту развития растений (всходы - кущение) получается более интенсивная   (а, значит, и эффективная) технология. Или более тонкий инструмент воздействия на условия развития растений, так как интенсивность основной обработки можно регулировать (в пределе, при явной весенней засухе, послепосевное рыхление можно  вообще не проводить  - это еще одна возможность в экономии энергозатрат).

Таким образом, путём приближения глубокой безотвальной обработки к моменту начала развития растений можно полностью исключить антропогенное переуплотнение и обесструктуривание почвы, исключить несвоевременный посев, а значит решить три из четырёх задач сдерживающих активное участие  обработки почвы в технологиях точного земледелия.

Непосредственно технология представлялась нам следующим образом. С осени почва обрабатывается по типу минимальной  обработки   (на глубину 10-12 см),  весной (при необходимости) проводится закрытие влаги, предпосевная обработка, посев и только затем основная безотвальная обработка почвы (в данном случае совмещение предпосевной обработки почвы и посева оказывается весьма полезным). Отвальная вспашка проводится один раз в ротацию севооборота при обработке пласта трав.

При этом в качестве «прототипа» предлагаемой технологии можно рассматривать операцию «ломки посевов». Когда на Руси, после выпадения обильного количества осадков, посевы дополнительно глубоко рыхлились для улучшения воздушного режима почвы [139].

Такая технология была создана [57,62,66]. Она обеспечивала рост урожайности по сравнению с традиционной технологией на базе вспашки на 8-20% и на 5-24% по сравнению с технологией на базе минимальной обработки почвы. Экономия горючего достигала 12%, а трудозатрат 30%. Однако технология получилась очень «строгой». Имелись ограничения по влажности почвы при проведении послепосевного рыхления, по срокам начала и продолжительности проведения обработки, по типам используемых тракторов и т.д. Невыполнение хотя бы одного ограничения приводило к отрицательным результатам.  Поэтому уже первые попытки внедрения этой технологии в производство показали, что то, что легко можно соблюсти на опытных делянках или даже опытном поле, в условиях производства может превратиться в непреодолимое препятствие.

Например, при проведении обработки после посева агрегатами, буксируемыми колёсными тракторами, за счёт естественной пробуксовки колёс и в связи с одинаковой (или даже большей) глубиной колеи по сравнению с глубиной заделки семян, происходило полное уничтожение проростков растений по следам тракторов. Но гусеничных тракторов (использововавшихся при проведении опытов) в производстве осталось около 5% [5]. А при запаздывании с проведением послепосевной обработки растения повреждаются и непосредственно рабочими органами (рис.15).

Рис. 15 Зависимость урожайности ячменя при использовании послепосевного безотвального рыхления почвы от сроков проведения обработки

Где:   1. У = 112,36 + 1,435Х – 0,280Х² (орудие в агрегате с ДТ-75);

2. У =  90,72 – 1,296Х + 0,005Х² (орудие в агрегате с Т-150к);

З – зона предлагаемого решения

 

То есть предложенную технологию в производстве просто нечем было реализовывать. Кроме того, обработку нужно  проводить в момент, когда семена растений только начинают «проклёвываться». Уловить этот момент на большом почвенном массиве (обладающим естественной неоднородностью) было также затруднительно.

Для устранения указанных недостатков предложено совместить основную обработку почвы в одну операцию с посевом, т.е. перевести решение в зону «З» (рис.15). При этом сохраняются основные преимущества разработанной технологии и одновременно устраняются приведённые недостатки. Далее (от посева) обработку сдвигать нельзя, т.к. можно опять получить весь набор ранее описанных негативных факторов.

Идея выполнения всех технологических операций от основной обработки почвы до посева за один проход комбинированного агрегата высказывалась и ранее, например, в Минске в семидесятые годы теперь уже прошлого столетия [72]. Остается она актуальной и в настоящее время. Более того, эта идея за сорок лет уже «добралась» от научных трудов до учебника по земледелию [177] (рис.16).

Рис. 16 Возможные варианты обработки почвы и посева при выращивании зерновых [177].

Но как в семидесятые годы, так и в настоящее время применения эта идея до сих пор не нашла. Получается, что чисто технически это объединение не вызывает никаких затруднений, но вот убедительно объяснить зачем операцию посева «нагружать» дополнительно весьма энергоемкой операцией – основной обработкой почвы, ранее не получалось.

Материалы предлагаемой работы, как раз, и дают исчерпывающий ответ на данный вопрос.

Таким образом, в технологиях прецизионной обработки почвы, основная обработка должна совмещаться с посевом и обеспечивать при своей реализации объемно-гетерогенное строение подсеменного слоя.