Utužení půdy, úrodnost a výnosy plodin: souvislost je jasná

Mezi zemědělci roste zájem o kvalitní hospodaření, stejně jako o řešení otázek zvyšování a stabilizace objemů produkce v rostlinné výrobě při současném zvyšování rentability. V tomto duchu jsou diskutovány především otázky metod a množství aplikace hnojiv. Někdy je přitom opomíjen problém zvyšování úrodnosti půdy spojený s jejich nadměrným zhutněním, jehož řešení může zvýšit výnos a rentabilitu rostlinné výroby.

Ideální traktor nemůže být zároveň výkonný a lehký

Intenzivní zemědělství vytváří podmínky, kdy stroje určené ke zvýšení výnosů snižují úrodnost půdy. Půda jako médium pro pěstování plodin působí jako nosná základna pro pohon zemědělských strojů, které na ni působí mechanicky. V posledních desetiletích došlo k nárůstu výkonové a trakční třídy traktorů a kombajnů. Jejich hmotnost vzrostla ze 7-14 tun na 16-20 tun Na základě přání zvýšit produktivitu zařízení zvyšují jeho tvůrci výkon traktorů a pracovní záběr nářadí, čímž půdu dále ničí a utužují. Ukazuje se, že více než 80 % energie v zemědělství je vynaloženo na využití některých strojů ke kompenzaci škod způsobených jinými stroji.

Nadměrné zhutnění půd snižuje rozvoj rostlin, výnosy plodin a úrodnost intenzivně využívaných půd. Podle ruských expertů dnes více než 80 % zemědělské půdy podléhá nadměrné konsolidaci, což způsobuje ztráty ve výši 30 % sklizně a příjmů zemědělců. Moderní víceoperační technologie v rostlinné výrobě využívající energeticky bohatá zařízení s velkou provozní hmotou a vysokým měrným tlakem na půdu vedou k jejímu zhutnění během vegetace před sklizní až na 60-80 % plochy a až na 98 % po sklizni. sklizeň. V důsledku toho dosahují roční ztráty na úrodě používáním technických prostředků na polích 30 milionů tun obilí při nadměrné spotřebě paliva až 3 miliony tun (Federální centrum vědeckého zemědělského inženýrství VIM, 2018).

Rýže. 1. Typický příklad zhutňování půdy. Foto: nsh.by

Podle běloruských vědců se výnos obilí v traktorových pásech snižuje o 10–15 % a výnos okopanin o 20–30 % (Shilo N.I., Romanyuk N.N., Orda A.N.). Ve zhutněných oblastech půdy se zvyšuje tahový odpor pracovních orgánů, což vede ke zvýšení spotřeby paliva a snížení produktivity zařízení a kvalita technologických operací v návaznosti na zemědělské stroje neodpovídá agrotechnickým požadavkům. Na povrchu pole zůstávají stopy hluboké až 12 cm, ve kterých hustota půdy výrazně překračuje optimální hodnoty, není dodržena stanovená hloubka kultivace kultivátory, až 48 % semen zrn není zakopáno do stanovené hloubky a kvalita sklizňových prací se zhoršuje.

Ekonomické a energetické hodnocení minimalizace zpracování půdy pro kukuřici

Nadměrné zhutnění zemin je faktorem jejich mechanické degradace

V poslední době se široce diskutuje o problémech úrodnosti půdy, ale neexistuje společné chápání toho, co je úrodnost a jaké procesy probíhají v jednom z biotopů.

Pro normální vývoj rostlin je nutný určitý poměr mezi pevnou částí půdy a vodou a vzduchem v ní obsaženým. Optimální stav je pro půdu, ve které pevné částice tvoří 50 %, voda – 30 % a vzduch – 20 % (tabulka 1). Hustotu půdy lze stanovit pomocí přístroje – penetrometru (obr. 2).

Rýže. 2. Penetrometr – zařízení, které umožňuje určit hustotu půdy

Tabulka 1. Optimální hustota půdy pro pěstování obilných a řádkových plodin (KazNII MESH, Astafiev V.)

Stroje srovnávají a stlačují ornici, která je obvykle z poloviny tvořena vzduchovými kapsami. Zhutňovací účinek kol a pásů sahá až do hloubky 1 m a v příčném směru až do 0,8 m a přetrvává až do dalšího vegetačního období (tabulka 2). Zničená půdní struktura není zcela obnovena, v důsledku čehož orná půda časem degraduje.

V praxi je měrný tlak kolových traktorů a jimi vytvářené zhutňování půdy výrazně vyšší přípustná optimální hodnota (0,6 kg/cm²). V tomto případě závisí velikost měrného tlaku vrtulí na půdu nejen na hmotnosti traktoru, ale také na zatížení jeho háku.

Tabulka 2. Vliv pohonů traktoru na půdu

Komplexní výhody peelingu – běloruské zkušenosti

V minulých letech, kdy se k orbě používaly pásové traktory, byla zhutněná vrstva nepatrná a byla odstraněna změnou hloubky orby. Použití těžkých traktorů při orbě vedlo ke vzniku masivního zhutněného horizontu pod úrovní kultivace do hloubky 45-55 cm (obr. 3). Takové půdy již nejsou schopny plně plnit svou funkci a být příznivým stanovištěm pro prospěšnou biotu.

V moderním zemědělství při použití mechanického zpracování půdy vzniká nejen podnož pluhu, ale z práce s talířovými bránami také diskový základ, který zabraňuje pronikání srážek do podložních vrstev a odpařování přebytečné vlhkosti ze spodních horizontů. To přispívá k rozvoji vodní eroze na svahových pozemcích a na rovinách a nížinách se tvoří mokré „talíře“, ve kterých stagnuje tavenina a dešťová voda. Na souvratích na okrajích polí brzdí nadměrné zhutnění růst a vývoj plodin. Tyto projevy svědčí o mechanické degradaci zemin.

Rýže. 3. Stav rostlin v půdě různé hustoty. Foto: nsh.by

Zhutnění půdy je nejvýznamnější na jaře, když je jeho vlhkost vysoká, když dochází ke kumulativnímu efektu z vícenásobných průchodů zařízení. Biota žijící v příliš zhutněné půdě se zhoršuje. Je známo, že červi nejen neustále orají, ale také ročně hnojí půdu několika tunami svého odpadu na 1 hektar. Podle výsledků studie půdoznalce-zoologa Stefan Schrader, díky zhutnění je optimální počet malých červů (asi 6000 na 1 m²) po vystavení těžkým strojům poloviční. V intenzivním hospodaření se snížila živá biomasa půd z 15-30 na 2-3 t/ha a zároveň se snížil koeficient návratnosti z minerálních hnojiv.

Podle Ministerstva zemědělství Ruské federace se v Rusku ročně ztrácí až 1,5 miliardy tun úrodné vrstvy, proto se úrodnost půdy za poslední desetiletí snížila téměř na polovinu. Je známo, že díky potenciálu plodnosti akumulovanému po staletí se tvoří více než 50 % úrody. Situaci zhoršuje porušování střídání plodin a nedostatečné množství organických hnojiv, absence víceletých trav a plodin na zelené hnojení v osevním postupu a negramotné používání chemických hnojiv a pesticidů.

Nezávislí vědci konstatují, že novodobý nárůst výnosů je podivně spojen s progresivním poklesem kvality produktů, zaznamenaným mikrobiology, zvýšenou degradací agrocenóz a katastrofálním hromaděním patogenů v půdě.

V systému moderních vědeckých idejí používání minerálních hnojiv zvyšuje výnosy plodin a zároveň snižuje úrodnost půdy (Profesor Cchovrebov V., manažer Katedra pedologie, Státní agrární univerzita Stavropol). Když je půda příliš zhutněna používáním zastaralých technologií a těžké techniky, není již schopna samoobnovy úrodnosti. V tomto případě neplatí doporučení pro aplikaci minerálních hnojiv k obnovení plodnosti.

Způsoby, jak bojovat proti zhutňování půdy

Nebylo vyvinuto dostatečné množství metod, jak zabránit zhutnění půdy. V současné době se boj proti zhutňování provádí ve třech směrech:

Pro snížení utužení půdy se zdokonaluje pojezdový systém strojů a agregátů, snižuje se jejich hmotnost a vznikají stroje širokořezné a kombinované. Existuje názor, že problém zhutnění půdy lze vyřešit snížením průměrného měrného tlaku kol na půdu na 0,15 kg/cm². To se však neobejde bez použití širokoprofilových pneumatik (až 1 m) nebo ultraširokých nízkotlakých pneumatik (1,2 m), stejně jako duálních pneumatik.

Pro snížení zhutnění půdy běloruští vědci doporučují používat nízkotlaké kolo a zvýšenou redukci vibrací (tlumení) (Shilo I.N., Chigarev Yu.V.).

Pásové traktory poskytují nejmenší zhutňovací účinek při jarních polních pracích a snižují měrný tlak na půdu 5krát ve srovnání s Kirovets. Při jediném přejezdu pásového traktoru je měrný tlak na půdu o 20–30 % nižší než u Kirovets (obr. 4).

Rýže. 4. Pásový traktor během jednoho přejezdu vyvíjí specifický tlak na půdu, který je o 20–30 % nižší než kolový. Foto: nsh.by

Širokoprofilové a dvojité pneumatiky výrazně snižují utužení půdy a související ztráty na úrodě, zvyšují produkci kameniva, snižují spotřebu paliva o 30–40 % a 2,5krát snižují prokluzování a opotřebení pneumatik.

Podle německé společnosti Grasdorf Wennekamp se při použití širokoprofilových nízkotlakých pneumatik na traktorech zvýší produktivita o 40 %, náklady se sníží o 30 % a při použití dvojitých kol se produktivita zvýší o 80 %, sníží se náklady o 45 % (tabulka 3).

Tabulka 3. Srovnávací analýza výkonu traktoru v závislosti na typech pneumatik (Grasdorf Wennekamp)

Zkušenosti s používáním pásových traktorů v Kazachstánu po dobu 10-15 let ukázaly, že nárůst výnosu obilí při jarních polních pracích dosáhl 3-5 c/ha (30-50 %) ve srovnání s traktory Kirovets. Zároveň byla nižší produktivita jednotek na bázi pásových traktorů (Knyazev B.P., Shuler E.F.).

Rýže. 5. Specifický tlak půdy traktoru K-744R3 na extra širokých pneumatikách je 0,6-0,7 kg/cm²

Problém utužení půdy nelze vyřešit pouze snížením měrného tlaku pohonů traktorů. V této fázi rozvoje vědy a techniky je nejúčinnější metodou dekompakce půdy mechanické kypření do hloubky 0,6-0,7 m pomocí podrývačů a štěrbinových strojů.

Jednou z perspektivních oblastí je využití kolejových řádků při pěstování plodin, kdy se technologické a dopravní stroje pohybují po poli po konstantní dráze. Za radikální krok v prevenci utužení půdy můžeme považovat technologii přímého přímého setí (No-Till), která vyžaduje méně přejezdů zařízení po poli, čímž se plocha strojních pásů zmenší z 80 na 46 %. . Navíc během přechodného období k přímému setí (3-4 roky) na degradovaných půdách spolu s biologickými (kořeny) může být nutné opakované hluboké mechanické kypření.

No-Till se špičkovým bloggerem: zkušenosti s používáním technologie od Michaila Draganchuka

Sledování hustoty půdy je jednou ze součástí technologie přesného zemědělství

Zavedení družicových navigačních systémů (GPS) otevírá možnost shromažďovat informace o stavu půdy v kterémkoli místě lokality a rozhodovat o volbě technologie mechanického působení zaměřené na vytvoření optimální hustoty půdy.

Všechna vozidla vybavená GPS se pohybují po poli po konstantní kolejové dráze s vzájemně dohodnutým pracovním záběrem. Stejné pásy kol se používají pro kultivaci půdy, sázení a postřik rostlin a sklizeň plodin. Při použití stálého kolejového řádku v zemědělství jsou zóny pohybu stroje odděleny od zón pěstování plodin. Díky tomu jsou minimálně na 2/3 plochy vytvořeny podmínky pro udržitelné zlepšování struktury půdy. Podle jiných zdrojů technologie řízený pohyb po polích (CTF) umožňuje zmenšit plochu strojních drah až o 14 % plochy pole a zvýšit ekonomickou efektivitu používání strojů. Bohužel se tento systém v naší republice zatím nerozšířil.

Strategie mechanického kypření zhutněné půdy

Hluboké průběžné kypření svahů a rovinatých pozemků se doporučuje provádět na podzim podél strnišť obilných a řádkových plodin namísto podzimní orby. V případech, kdy chybí drenážní síť a hrozí podmáčení půdy, se na jaře provádí hluboké kypření půdy pro brambory, okopaniny, kukuřici a další plodiny. Na senážkách a pastvinách, na svazích a podmáčených rovinatých pozemcích před setím ozimých plodin, stejně jako na plovoucích a neploutvících oraných pozemcích se doporučuje na podzim rýhovat.

Hluboké kypření pásu se současným odvodněním se používá v oblastech s velkým počtem „talířů“. Vzdálenost mezi pruhy je 2,9–2,5 m pro jílovité a 3–4 m pro hlinité půdy. Trvanlivost a účinnost hloubkového kypření závisí na vlhkosti půdy při provozu, která by měla být optimálně 60-80 % maximální polní vláhové kapacity. Když je vlhkost horizontu podloží nad plastickým limitem, je vhodné po odvodnění do hloubky 0,4-0,5 m provést hluboké kypření, které umožňuje vysušení půdy na optimální vlhkost.

Dekompakce půdy je finančně nákladná technika. Hloubka zpracování je vždy individuální pro každé konkrétní pole v souladu s výsledky měření zhutnění. Náklady závisí na ceně jednotky a hloubce dekompakce. Pro toto existuje podmíněný koeficient – 0,5 litru motorové nafty na 1 cm vybrání.

Eroze je naléhavým problémem degradace půdy

Vliv hlavního způsobu úpravy a intenzity zhutňování na výnos ječmene

Ruští vědci provedli řadu studií s cílem stanovit optimální primární systémy zpracování půdy a optimální úrovně hustoty půdy pro pěstování ječmene v oblasti Amur. Výsledky ukázaly, že formovací i neforemné zpracování půdy vytváří optimální podmínky pro rozvoj rostlin na nezhutněné půdě pouze tehdy, když zařízení projede polem 1-3x. Když traktory projedou 4-5krát, zhutnění již překračuje optimální limity. Významný pokles výnosu ječmene byl pozorován, když zhutnění půdy přesáhlo 1,23 g/cm (Nemykin A.A., 2009).

S rostoucím zhutňovacím poměrem se počet rostlin ječmene ve fázi klíčení snižoval jak při pěstování na formovacích deskách, tak i bez nich. S nárůstem zhutňovacího účinku na půdu se zvýšil počet a podíl plevelů ve struktuře agrofytocenózy. Podíl vytrvalých plevelů v množství a hmotnosti byl přitom větší u neploutvového zpracování půdy než u orby z forem.

S nárůstem utužovacího účinku traktorů na půdu se zhoršila struktura porostu ječmene (hmotnost 1000 zrn, délka klasu, počet zrn v klasu, celkové odnožování) a zvýšil se obsah slámy. Neformovací obdělávání zhutněné půdy vedlo ke snížení výnosu zrna.

1. Traktorové pojezdové systémy / V.M. Zábrodský, A.M. Feinleib, L.N. Kutin, O.L. Utkin-Ljubovtsev. – M., 1986.
2. Kushnarev A.S. Mechanika půdy; úkol a stav půdy // Mechanizace a elektrifikace zemědělství. – 1987. – č. 3. – S. 9-13.
3. Nemykin A.A. Tvorba sklizně ječmene pod vlivem zhutnění na pozadí různých metod základního zpracování půdy v jižní zóně Amurské oblasti. — 2009.

Na základě materiálů publikovaných v časopise “Naše zemědělství” (2018, č. 17).

Buďte první, kdo se na našich stránkách dozví nejnovější agronomické novinky z Ruska a světa