Новые научные данные и практический опыт последних десятилетий, послужил основанием в уточнении содержания, вкладываемого в понятие «система обработки почвы». Например, за последние годы многими научными учреждениями различных зон страны установлено преимущество сочетания в севооборотах глубоких и мелких, отвальных и безотвальных приемов основной обработки. Принципиально отличается ежегодное (бессменное) применение на поле безотвальных обработок под все культуры севооборота от использования безотвальных орудий обработки только один год, при применении вспашки в другие годы.

За последние годы многими научными учреждениями различных зон страны установлено преимущество сочетания в севооборотах глубоких, обычных и мелких, отвальных и безотвальных приемов основной обработки почвы.

Задача районирования зональных систем обработки почвы в условиях края должна решаться применительно к двум крупным природным зонам - тайга, подтайга, типичная лесостепь - открытая лесостепь и степь.

В первой зоне преимущество остается за отвальным способом основной обработки почвы, а в зоне открытой лесостепи, степи и частично в типичной лесостепи целесообразно сочетание отвальных и безотвальных приемов основной обработки.

При ежегодной вспашке на одну и ту же глубину на границе пахотного и подпахотного слоев почвы образуется уплотненная прослойка - плужная подошва. Она образуется в результате растирания пяткой плуга дна борозды. Такая прослойка, толщиной от 2 до 4 см, препятствует проникновению в нижние слои почвы воды, воздуха и корней культурных растений. Корни растений, дойдя до плужной подошвы, изгибаются, у корнеплодов принимают уродливую форму. Опасность образования плужной подошвы особенно возрастает при вспашке переувлажненной почвы, которая в этом случае замазывается и очень сильно уплотняется. Способствует образованию плужной подошвы и вспашка плугами с тупыми лемехами. Следовательно, чтобы избежать образования плужной подошвы, надо не только пахать на разную глубину, но и недопускать пахоты переувлажненной почвы, а также следить, чтобы лемеха всегда были точно оттянутыми по шаблону и остро заточены.

Сочетание глубокой и обычной вспашки является важным средством в борьбе с засоренностью полей. Если глубокая вспашка проводится ежегодно, то она теряет свое значение в борьбе с сорняками, так как ежегодное повторение вспашки на одну и ту же глубину приводит к перемешиванию всего пахотного слоя с верхним засоренным слоем почвы. Если же глубокую вспашку проводить с периодичностью в два-три года, то семена сорняков, сброшенные на дно борозды предплужником в какой-то степени потеряют всхожесть, т.е. произойдет частичное самоочищение почвы от сорняков.

Пахать глубоко все время под все культуры нежелательно и по другой причине. Известно, что наиболее интенсивно микробиологические процессы протекают в слое почвы 0-20 см. Это особенно заметно в специфических условиях сибирского климата. Низкие температуры поздно оттаивающего почвогрунта, а летом, к тому же, частый дефицит влаги, приводят к сосредоточению корней и биохимических процессов преимущественно в верхних слоях. Корневая система растений и связанная с ней ризосферная микрофлора стремятся приблизиться к поверхности почвы, где больше тепла, влаги и воздуха. Резкое нарушение оптимальных условий жизни микроорганизмов при глубокой вспашке, сопровождающейся значительным пространственным перемещением почвенных слоев, подавляет их активность. При этом не только резко нарушается нормальная жизнедеятельность микроорганизмов, но и изменяется их видовой состав, что приводит к уменьшению содержания доступных элементов питания в пахотном слое. Для восстановления первоначальной жизнедеятельности этих групп микроорганизмов требуется определенный промежуток времени. В этом отношении лучшим местом для проведения глубокой вспашки в севообороте является поле чистого пара, временное снижение биологической активности в котором, не отражается на культуре, высеваемой по парам.

И, наконец, периодическое сочетание глубокой и обычной пахоты экономически выгодно, поскольку позволяет сократить прямые затраты на обработку почвы.

Чтобы ответить на вопрос, под какие культуры более эффективно проводить глубокую пахоту и сколько нужно глубоких вспашек в севообороте, необходимо учесть, что глубина вспашки определяется биологическими требованиями тех культур, под которые она проводится. Исследования свидетельствуют, что глубокая вспашка эффективна при возделывании пропашных культур - корнеплодов, картофеля, овощей. Менее требовательны к глубине рыхления культуры сплошного сева - зерновые, зернобобовые и другие.

Глубокая вспашка может быть эффективной, если она проводится на фоне засорения полей многолетними сорняками. На выщелоченных черноземах Канской лесостепи на фоне засорения полей осотом она повышала урожайность зеленой массы кукурузы на 7,3% по сравнению с обычной вспашкой.

На выщелоченных черноземах открытой лесостепи положительное последействие глубокой отвальной и безотвальной обработок обнаруживается только в севооборотном звене с чистым паром. При сочетании глубокой вспашки в пару с обычной под вторую зерновую культуру, урожайность последней повышалась в среднем за два года на 12,1%, а засоренность посевов многолетними сорняками снижалась в два раза по сравнению с вариантом, где вспашка в пару и под повторные посевы пшеницы проводилась на глубину 22 см.

Таким образом, применение глубокой основной обработки почвы оправдано лишь в паровом поле. Отвальные и безотвальные способы основной обработки почвы оказывают примерно одинаковое влияние на формирование урожая зерновых, но безотвальные обработки увеличивают засоренность посевов, особенно если они проводятся в течение трех лет подряд.

Вопрос о чередовании глубокой, обычной и мелкой (поверхностной) основной обработки почвы, месте их применения в севообороте является важной задачей земледелия, прежде всего, в связи с необходимостью разработки ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В этом отношении чрезвычайно перспективным направлением является поиск путей оптимизации системы основной обработки почвы в севообороте, поскольку на обработку почвы в настоящее время приходится около 40% энергетических и около 25% трудовых затрат от всего объема полевых работ.

Одним из путей минимизации энергетических и трудовых затрат на производство продукции является оправданное с агроэкономической точки зрения уменьшение глубины основной обработки почвы и, в частности, возможность замены глубокой вспашки более мелкими обработками.

Приведенные выше результаты свидетельствуют о нецелесообразности повсеместного применения наиболее энергоемкой глубокой вспашки под культуры, являющимися основными предшественниками зерновых. В частности, даже такая пропашная культура как кукуруза положительно не реагирует на глубокую вспашку, которая не приводит к увеличению урожайности этой культуры на полях, очищенных от сорняков.

Глубокая вспашка, проведенная под яровую пшеницу после уборки кукурузы, парозанимающей культуры и гороха, не приводила к повышению урожайности последней. Более того, глубокая вспашка после уборки кукурузы понижала урожайность яровой пшеницы на 2,6 ц/га или на 19,1% по сравнению с обычной вспашкой на 22 см.

При отмеченных недостатках глубокой вспашки увеличение потерь почвенной влаги на физическое испарение, временное снижение биологической активности почвы, она имеет одно весьма существенное достоинство, а именно - более высокую эффективность в борьбе с сорняками. Так, например, перед уборкой первых посевов яровой пшеницы ее засоренность на фоне глубокой вспашки снижалась в 1,3-2,7 раза по сравнению с обычной вспашкой и в 2-3 раза по сравнению с поверхностной обработкой почвы. Если на фоне глубокой вспашки многолетние сорняки практически отсутствовали, то в вариантах с поверхностной обработкой на 1 м2 насчитывалось от 2 до 6,3 растений осота.

Поскольку эффективность агротехнических мер борьбы с сорняками в системе зяблевой обработки почвы в условиях Сибири невысокая, то засоренность повторных посевов зерновых культур возрастает, в том числе и наиболее злостными многолетними сорняками. По данным кафедры общего земледелия в севооборотном звене с кукурузой больше всего насчитывалось многолетних сорняков в варианте с применением поверхностных обработок в течение двух лет подряд - 11,3 штук на 1 м2, а меньше всего - в варианте с сочетанием глубокой вспашки с обычной - 4,8 штук. На фоне глубокой вспашки занятого пара в повторных посевах пшеницы на 1 м2насчитывалось 4,9 штук многолетних сорняков, а в варианте с обычной вспашкой в течение двух лет подряд - 7,9 штук.

Насколько ощутим ущерб, наносимый осотом урожаю, показывают результаты специальных исследований кафедры. При наличии в посевах пшеницы 1, 2, 3, 4 и 5-ти растений осота на 1 м2, урожайность пшеницы соответственно снижалась на 1,4; 3,7; 7,7; 10,0; 10,8 ц/га.

Периодическое проведение глубокой вспашки оправдывается и еще одним важным обстоятельством - снижением развития корневой гнили. Так, например, в севооборотном звене с занятым паром при сочетании глубокой вспашки с обычной, процент развития корневой гнили на повторных посевах яровой пшеницы достигал 18,6, а при вспашке на глубину 22 см в течение двух лет подряд - 28,0.

Положительное последействие глубокой вспашки на урожайность повторных посевов пшеницы еще не означает, что ее применение увеличивает производство зерна с одного гектара севооборотного звена. Так, например, в севооборотном звене с кукурузой на первом месте по средней урожайности пшеницы стоит вариант с сочетанием обычной вспашки с поверхностной обработкой почвы лущильниками, что даёт основание говорить о возможности снижения глубины основной обработки почвы до 10 см. При этом необходимо учесть, что эффективность сочетания разноглубинных обработок в том или ином севооборотном звене определяется не только выходом продукции, но и затратами на ее производство. В связи с этим большое значение приобретает такой показатель, как затраты на обработку одного гектара и на один центнер получаемой продукции.

В рассматриваемом примере в севооборотных звеньях с кукурузой и горохом применение поверхностной обработки под первый посев пшеницы и обычной вспашки на 22 см под второй, приводит к снижению производства зерна с одного гектара в пределах 2,0-2,7% по сравнению с вспашкой на 22 см в течение двух лет подряд. Однако, при этом затраты труда на 1 гектар пашни сокращаются на 6,7-7,5%, а средств на 3,6-3,7%. Сокращение этих затрат уменьшает в свою очередь затраты труда на производство одного центнера зерна до 5,7-5,8%, а затраты средств до 0,9-1,7%.

Таким образом, снижение себестоимости одного центнера зерна при сочетании поверхностной обработки под посев первой пшеницы с вспашкой на 22 см под второй посев, заставляет положительно оценить этот вариант, так как снижение производства зерна на 2,7% может быть ликвидировано применением гербицидов в борьбе с сорняками, ограничивающими эффективность поверхностных обработок.

С учетом полученных данных необходим дифференцированный подход к выбору того или иного сочетания глубины основной обработки почвы. В условиях открытой части Красноярской лесостепи в севооборотных звеньях с двумя посевами пшеницы, глубокую вспашку лучше проводить в чистом и занятом парах, а также под пшеницу, размещаемую по гороху. В севооборотном звене с кукурузой глубокую вспашку можно применять либо под кукурузу, либо после её уборки. На полях, очищенных от сорной растительности, возможно применение поверхностной обработки под первый посев яровой пшеницы и обычной вспашки под повторный посев пшеницы.

Оптимизировать систему основной обработки почвы в севооборотах позволили многолетние исследования Красноярского НИИСХ и КрасГАУ. Установлено, что на выщелоченных черноземах лесостепи края при использовании удобрений и гербицидов возможна замена вспашки в отдельных полях севооборота более производительной и менее энергоемкой поверхностной обработкой почвы лущильниками. Так, в зернопаропропашном севообороте: пар - пшеница - кукуруза - пшеница - ячмень, на фоне применения удобрений и гербицидов наиболее эффективной в среднем по трем опытам оказалась система основной обработки почвы, включающая глубокую (на 25-27 см) обработку в пару, поверхностную обработку лущильником на 8-10 см под вторую пшеницу по пару и пшеницу по кукурузе и отвальную зябь на обычную глубину (20-22 см) под остальные культуры севооборота.

Сопоставляя урожайные данные и учитывая только существенные различия в урожае по годам, установлено, что без применения удобрений и гербицида, контрольному варианту (вспашка на 22 см под все культуры) по сумме условного дохода, в целом на севооборот, уступают все варианты основной обработки почвы, кроме постоянной отвальной вспашки на 25-27 см. На фоне же применения удобрений и гербицида, обработки, осуществляемые на глубину более 22 см, теряют целесообразность. Наиболее высокий условный чистый доход в этом случае достигается от чередования отвальной вспашки на 22 см с поверхностной обработкой лущильником на 10 см и даже там, где лущение применяется постоянно.

Обращают на себя внимание и то, что плоскорезная безотвальная обработка почвы в условиях закрытой части Канской лесостепи по своей эффективности уступает отвальной вспашке. Безотвальное рыхление почвы плоскорезом и плугом Мальцева по своей эффективности уступает отвальной вспашке и в условиях закрытой части Красноярской лесостепи, где по сравнению с открытой лесостепью, отсутствуют условия для проявления ветровой эрозии почвы и складываются более благоприятные условия влагообеспеченности посевов сельскохозяйственных культур.