3. Технологічні операції під час механічного обробітку ґрунту

Технологічна операція — частина технологічного процесу, за якого під час обробітку змінюються лише окремі показники родючо­сті ґрунту або його середовища. Залежно від використання тих або інших ґрунтообробних знарядь під час обробітку ґрунту здійснюють такі технологічні операції: обертання, розпушування, кришення, перемішування, ущільнення, вирівнювання ґрунтової поверхні, утворення мікрорельєфу на поверхні ґрунту, підрізання чи вичісу­вання бур’янів, залишення стерні на поверхні ґрунту.

Обертання — технологічна операція, яка забезпечує повне (на 180°) або часткове (не менше 135°) обертання шару ґрунту, що оброб­ляється, у вертикальному напрямку. Мета обертання — загортання в ґрунт дернини, добрив і рослинних решток, які є резерваторами збудників хвороб і шкідників, переміщення вниз по профілю верх­нього ущільненого чи розпиленого і найбільш засміченого насінням бур’янів шару ґрунту з одночасним винесенням на поверхню збід­неної на елементи живлення, але з кращими фізичними властивос­тями нижньої частини орного шару.

В. Вільямс узагальнив теоретичну основу обертання, основним завданням якого він вбачав переміщення восени розпиленого впро­довж вегетаційного періоду верхнього 10-сантиметрового шару ґрун­ту вниз і вивертання на поверхню нижнього шару з відновленою структурою. Це твердження має місце, коли йдеться про просапні культури. У разі вирощування культур суцільної сівби і особливо багаторічних трав наприкінці вегетаційного сезону внаслідок впли­ву добре розвиненої кореневої системи вирощуваних рослин струк­тура верхнього шару буде не гіршою, ніж до цього. В такому разі необхідність обертання ґрунту з метою поліпшення структурності верхнього шару відпадає. За таких умов обертання окремих шарів під час полицевого обробітку доцільно проводити з метою запобі­гання збідненню нижнього шару на елементи живлення і знижен­ню його родючості. Про це свідчать дані одного з вегетаційних до­слідів Уманської ДАА, за якими родючість нижнього (20 - 30 см) шару порівняно з верхнім (0 - 10 см) у разі полицевого обробітку знижувалась лише на 5,6 %, а безполицевого — на 36,5 - 60,5 %.

Обертати окремі частини орного шару потрібно також з метою зниження або повного усунення шкідливої дії на рослини закисних сполук на важких і надмірно зволожених ґрунтах.

Все наведене вище підтверджує важливу агротехнічну роль по- лицевої оранки, під час якої ґрунт обертається. Найкраще цю тех­нологічну операцію виконувати за допомогою плугів з гвинтовими полицями і з передплужниками.

Водночас на основі численних дослідів і практики сільськогоспо­дарського виробництва в останні десятиріччя доведено недоціль­ність обертання ґрунту в районах поширення вітрової ерозії.

Розпушування ґрунту — технологічна операція, яка забезпе­чує збільшення загальної пористості за рахунок нещільного розмі­щення ґрунтових частинок. Це основна операція під час обробітку ґрунтів, де значення рівноважної щільності вище за оптимальну. Під час розпушування переущільнених ґрунтів за рахунок збіль­шення некапілярних проміжків зменшується щільність, збільшу­ється їх об’єм та ступінь аерації. Розпушування важких ґрунтів за умов достатнього і надмірного зволоження запобігає утворенню кір­ки, сприяє посиленню аерації, збільшенню водопроникності, стабі­лізації теплового режиму, інтенсифікації аеробних біологічних про­цесів, зниженню капілярного випаровування води ґрунтом. Потріб­но періодично розпушувати будь-які ґрунти, оскільки з часом всі вони можуть ущільнитись під дією сільськогосподарських машин і знарядь під час внесення добрив і догляду за культурами, а також самоущільнюватись внаслідок осідання під дією сил тяжіння, опа­дів тощо. Ґрунти з високим вмістом гумусу і добре оструктурені мен­ше потребують розпушування, ніж з низьким вмістом гумусу. Більш розпушеного стану ґрунту потребують просапні культури (картопля, коренеплоди, кукурудза, соняшник тощо), менш розпушеного — культури суцільної сівби (зернові, багаторічні злакові трави тощо). Ступінь розпушеності ґрунту характеризується щільністю, твердістю і його будовою. У добре розпушеному ґрунті некапілярні пори запо­внені повітрям, а капілярні за НВ — водою. Для розпушування всього орного шару використовують плуги, плоскорізи, чизель- культиватори, фрези, а для розпушування тільки верхньої його час­тини — лущильники, культиватори, борони, ротаційні мотики та ін.

Часто обробіток проводять так, щоб розпушені шари ґрунту чер­гувались з ущільненими, поєднуючи роботу культиватора і котка (обробіток перед сівбою).

Кришення ґрунту — технологічна операція, яка забезпечує зменшення розміру ґрунтових фракцій. Необхідна така операція в першу чергу на брилистих і грудкуватих ґрунтах для подрібнення брил та великих грудок і доведення верхнього шару до дрібногруд- куватого стану. Особливо гостро стоїть проблема боротьби з брилас- тістю в районах недостатнього зволоження на ґрунтах з розпиленою структурою. Кришення ґрунту відбувається водночас із розпушу­ванням і під дією тих самих знарядь. Найактивніше кришиться ґрунт фрезами. Якість кришення залежить від гранулометричного складу, вологості ґрунту, його задерніння, окультуреності, констру­кції і швидкості руху знарядь. Важкі і задернілі ґрунти кришаться слабо, що посилюється нестачею вологи. Найкраще ґрунт кришиться за мінімальних показників липкості і зв’язності.

Перемішування ґрунту — технологічна операція, яка забез­печує перемішування між собою ґрунтових часточок по профілю об­робітку для утворення однорідного шару ґрунту. Переміщування ґрунту дає змогу уникнути диференціації за родючістю оброблюва­ного шару внаслідок рівномірного розподілу в ньому рослинних ре­шток, добрив, мікроорганізмів тощо. Перемішування особливо необ­хідне, якщо до родючого шару частково приорюється менш родючий нижче розміщений шар. При перемішуванні у ґрунті створюються умови для кращої мінералізації органічних речовин і більш повного використання важкодоступних поживних речовин за рахунок акти­візації діяльності мікроорганізмів по всьому профілю орного шару. Внаслідок цього однорідність орного шару сприяє рівномірному рос­ту, розвитку і дозріванню рослин на всій площі посіву. Проте іноді доцільно перемішувати не весь орний шар, а лише окремі його час­тини, насамперед тоді, коли треба локально внести добрива чи гли­боко загорнути насіння бур’янів або проростаючих відрізків корене­вищ, при весняно-літньому обробітку парів перед сівбою озимих чи ярих дрібнонасінних культур навесні (щоб не пересушити посівний шар), а також при окремих способах поглиблення орного шару ґрун­ту. Найкраще перемішування ґрунту забезпечується фрезерними знаряддями, дещо гірше — плугами (особливо без передплужників), полицевими і дисковими лущильниками, культиваторами та ін.

Вирівнювання поверхні — технологічна операція, яка забезпе­чує ліквідацію нерівностей на поверхні поля з метою зменшення площі випаровування ґрунтової вологи, запобігання вимокання рос­лин, забезпечення рівномірного загортання насіння під час сівби, якісного догляду за посівами і збирання врожаю. Вирівнювання ґру­нту після оранки і глибокої культивації сприяє меншому порівняно з невирівняною поверхнею коливанню теплового і водного режимів протягом доби. Особливо ретельно вирівнюють поверхню поля при його зрошенні, щоб рівномірно розподілити поливну воду по площі. Для цього використовують грейдери, бульдозери, скрепери, планува- льники-вирівнювачі, вирівнювачі поверхні та ін. На староорних зем­лях поверхню вирівнюють волокушами, шлейфами, боронами, куль­тиваторами, вирівнювачами поверхні, частково плугами і котками.

Ущільнення ґрунту — технологічна операція, яка забезпечує зменшення об’єму розпушеного шару ґрунту для оптимізації спів­відношення капілярної і некапілярної пористості (перша збільшу­ється, друга — зменшується), підняття вологи з нижніх шарів ґрун­ту до висіяного насіння, збільшення теплопровідності для швидшо­го прогрівання ґрунтового середовища, посилення контакту насіння з ґрунтом і загортання насіння на однакову глибину, зниження ін­тенсивності дифузного випаровування вологи з верхнього шару, руйнування брил і грудок та часткового вирівнювання поверхні по­ля. Найкраще, коли після ущільнення створюються прошарки ґрун­ту з більш і менш щільним розміщенням ґрунтових часточок. Така неоднорідність особливо бажана на легких ґрунтах і в зоні недостат­нього зволоження, щоб насіння розмістилось на ущільненому ґрунті (ложі), а зверху було прикрите пухким шаром. У такому разі насін­ня краще забезпечуватиметься вологою, киснем і створюватиметься сприятливіший для його проростання температурний режим.

Після заорювання дернини і сидерату, щоб поліпшити умови для їх мінералізації, та після сівби озимих і дрібнонасінних ярих куль­тур ґрунт потрібно ущільнити. Ущільнення ґрунту після сівби запо­бігає осіданню ґрунту і розриву коріння, зменшує випирання рос­лин. У посушливих районах ущільнення водночас з оранкою змен­шує конвекційно-дифузне випаровування вологи. Крім зазначеного, коткування потрібне для знищення льодової завислої кірки на посі­вах озимих і багаторічних трав, а також ґрунтової кірки навесні на посівах ярих культур до появи їх сходів. Доцільне коткування і для ущільнення пухкого снігу, що випав на незамерзлий ґрунт під посі­вами озимих для запобігання їх випріванню. Бажане також прико­чування злущеного поля плугами-лущильниками, щоб створити кращі умови для проростання насіння бур’янів у верхньому шарі ґрунту. Недоцільне ущільнення важких і перезволожених ґрунтів, яке призводить до погіршення водного, повітряного, теплового ре­жимів, ослаблення біологічних процесів і як наслідок — створення несприятливих умов для рослин.

Для ущільнення ґрунту використовують котки різних конструк­цій: гладенькі, рубчасті, кільчасті, кільчасто-шпорові, зірчасті.

Створення мікрорельєфу — це спеціальна технологічна опе­рація обробітку ґрунту, за допомогою якої на його поверхні утворю­ють лунки, переривчасті борозни, гребені, вали, щілини, гряди тощо переважно для регулювання водного, рідше — повітряного і пожив­ного режимів та захисту ґрунту від водної ерозії. Так, на землях, які мають похил, для зменшення стоку води утворюють лунки, перери­вчасті борозни, вали, гребені та щілини, які затримуватимуть воду і цим самим сприятимуть запобіганню змиву ґрунту і збільшенню запасів ґрунтової води. Борозни, гребені та гряди створюють на по­верхні ґрунту, щоб відвести надлишкову воду для поліпшення за­безпеченості рослин повітрям, теплом та активізації мікробіологіч­них процесів у ґрунтовому середовищі.

Для створення мікрорельєфу використовують плуги з нароще­ними або знятими з окремих корпусів полицями та обладнані при­строями для створення борозен і валиків з перемичками та для лун­кування поверхні, щілинорізи, грядкоутворювачі.

Підрізання бур’янів — технологічна операція, яка забезпечує підрізання вегетуючих бур’янів з метою їх знищення. Краще вико­нують цю операцію на чистих парах та перед сівбою з використан­ням культиваторів для суцільного обробітку з двобічними лапами- бритвами, штанговими культиваторами і плоскорізами. Коренепа­росткові бур’яни знищують систематичним підрізанням їх, як тіль­ки з’являться розетки. Добре знищуються у цю фазу і бур’яни бага­тьох інших біологічних груп. Органи вегетативного розмноження кореневищних бур’янів вичісують із ґрунту культиваторами з пру­жинними робочими органами. Підрізання чи вичісування бур’янів часто поєднують із розпушуванням і перемішуванням ґрунту. На посівах просапних частіше для підрізання бур’янів використовують культиватори, обладнанні односторонніми лапами-бритвами.

Залишення стерні на поверхні ґрунту — це основна мета технології при обробітку ґрунту у районах вітрової ерозії, за якої ґрунт розпушується, кришиться і частково перемішується без обер­тання. Стерня, що залишилась на поверхні при обробітку ґрунту, за­побігає видуванню, затримує сніг, зменшує глибину промерзання, внаслідок чого ґрунт швидше розмерзається і краще поглинає талі води. Мульчуючий шар з органічних решток також захищає ґрунт від перегрівання і випаровування вологи у весняно-літній період. Для обробітку ґрунту із збереженням стерні на його поверхні використо­вують плоскорізи-глибокорозпушувачі, культиватори-плоскорізи, куль- тиватори-плоскорізи-удобрювачі, культиватори штангові тощо.