Механическая обработка почвы изменяет пространственное распределение частиц и агрегатов почвы и, как следствие, количество свободных пространств разного размера. Мелкие поры — капилляры — удерживают воду более длительное время и даже обладают способностью перемещать ее из более глубоких слоев на поверхность, то есть впитывать воду. Пространства большого диаметра заполнены воздухом. Только после таяния снега или сильного дождя они наполняются водой, которая, однако, быстро просачивается в почвенный слой. Можно предположить, что для большинства полевых культур наиболее благоприятной является ситуация, когда вода занимает около 60-80%, а воздух — 40-20% почвенного пространства. Это взаимное соотношение воды и воздуха в почве, называемое водно-воздушным режимом, сильно изменяется при обработке почвы.
Обработка в виде интенсивного рыхления аэрирует почву и делает ее более «пышной». Это приводит к быстрому испарению воды из разрыхленного слоя и препятствует ее поглощению из более глубоких слоев. Плотность и компактность почвы уменьшается, и почвенная система становится рыхлой. Эти изменения хорошо иллюстрирует эксперимент по дифференцированию обработки почвы после сбора урожая, когда глубокая обработка вызвала наибольшую потерю воды из почвы (рис. 1). Почва, уплотненная после всего вегетационного периода предыдущей культуры, не разрыхленная и не покрытая слоем соломенной мульчи, также подвергалась интенсивному испарению воды. Это связано с тем, что водопоглощение увеличивается как в естественно уплотненной почве, так и после обработки по уплотнению. Однако такая почва, покрытая, например, слоем измельченной соломы или очень неглубоко разрыхленная, обладает способностью удерживать воду в более глубоких слоях. С другой стороны, уплотненная почва становится менее проницаемой, и после сильных дождей возникает риск поверхностного стока или скопления воды. Плотность и компактность почвы увеличивается, а почвенная система становится более плотной.
Вспашка, дополненная рыхлением и дроблением, а также интенсивная бесплужная обработка, традиционно проводимая за несколько дней, десяток или даже несколько десятков дней до посева, пересушивает почву. Особенно при недостатке осадков и высокой температуре воздуха, например, поздней весной перед посевом яровых культур, а также летом и ранней осенью при агротехнике озимых культур. Длительное, глубокое рыхление почвы приводит не только к потере воды, но и к «сжиганию» органического вещества почвы. Потеря гумуса, особенно на легких почвах, является одним из самых опасных последствий интенсивной обработки почвы. Однако в большинстве случаев почву перед посевом необходимо рыхлить, чтобы создать оптимальные водные и воздушные условия для прорастания семян и роста корней развивающихся растений, а также для микроорганизмов. Их присутствие и активность необходимы для формирования благоприятных агрономических свойств почвы. Эти последствия необходимости снижения плотности почвы путем рыхления, такие как большие потери воды и риск снижения содержания органического вещества в почве, пытаются смягчить с помощью технологий сокращенной обработки и посева.
Суть технологии Mzuri Pro-Til, как уже известно, заключается в глубоком рыхлении, даже до 25-30 см, но только узких полос земли, где высеваются семена возделываемой культуры. Разработчики агрегатов MZURI уделяют особое внимание конструкции разрыхляющих зубьев-лап. Размер и форма их рабочих органов приводят к тому, что полоса почвы, на которой они работают, отрывается от подпахотного слоя, слегка приподнимается и интенсивно измельчается. Перемешивание и особенно вертикальное движение почвы к поверхности ограничено. В результате почва разрыхляется, измельчается, имеет меньшую плотность и в нее попадает необходимое количество воздуха. Однако при этом не происходит радикального изменения условий среды обитания (количество кислорода, температура, влажность, доступ света) в верхнем и более глубоких слоях почвы, что является одним из главных недостатков вспашки. Это подчеркивают противники вспашки, поскольку она приводит к периодическому нарушению микробной жизни в почве.
В сравнительных исследованиях, проведенных в период посева озимой пшеницы (табл. 1) установили, что плотность почвы посевного ложа, т.е. слоя, в который высевались семена после предшествующей вспашки и бесплужной обработки, составляет около 1,23 — 1,27 г/см3. Плотность рыхленой почвы по технологии Mzuri Pro-Til была немного выше, т.е. 1,32 — 1,35 г/см3. Это связано с немедленным уплотнением разрыхленной почвы предназначенными для этого почвоуплотняющими катками. Цель — уменьшить появление больших заполненных воздухом пространств после прохождения рыхлящих лап, увеличить влагоудерживающую способность этого слоя и даже его подсыпку к семенам и гранулам удобрений. Однако плотность почвы не была слишком высокой, чтобы препятствовать развитию формирующейся корневой системы растений. Значительно более высокая плотность почвы наблюдалась в междурядьях, особенно когда после уборки предыдущей культуры не проводилась послеуборочная обработка. В этом случае на поверхность почвы была уложена мульча из тщательно измельченной соломы, чтобы уменьшить потерю воды, необходимой в более поздний период вегетации. Рыхлящая обработка почвы сразу после уборки дисковой бороной значительно снизила плотность верхнего слоя почвы, что также было заметно в междурядьях озимой пшеницы, посеянной по технологии Mzuri Pro-Til. Это поверхностное разрыхление уменьшает потерю воды из более глубоких слоев. Полосовая обработка почвы, изменяя плотность почвы в рядах и между рядами, а также в поверхностном и более глубоких слоях, должна проводиться таким образом, чтобы создать благоприятные условия во всем пространстве почвы сначала для прорастания семян и быстрого и равномерного появления растений, а затем для последующего роста.
При традиционной обработке почвы водно-воздушный режим можно в определенной степени регулировать путем удлинения или сокращения периода между глубокой обработкой, рыхлением и уплотнением. Вот почему, например, ранней весной или после обильных дождей необходимо подождать с рыхлением почвы, чтобы (как это называют фермеры) почва «сдулась». В этом случае возможен аккуратный посев, а уплотнение почвы не приводит к образованию почвенной корки. Технология Mzuri Pro-Til не предусматривает такой возможности. Элементы, которые рыхлят, уплотняют, размещают семена в почве и затем уплотняют верхний слой почвы, работают в прямой последовательности. Поэтому, чтобы создать благоприятные водные и воздушные условия для роста растений после одного прохода агрегата, особое внимание следует уделить влажности почвы во время обработки и посева! В случае избыточной влажности подождите несколько дней после обработки, посева и уплотнения почвы, чтобы избежать дефицита кислорода в почве, что препятствует прорастанию семян, а также потери комковатой структуры и образования корки, препятствующей появлению всходов растений.
После обработки и посева сильно разрыхленная почва естественным образом уплотняется в течение вегетационного периода растений. Важно, чтобы оседание почвы не было большим и быстрым, так как это может повредить корни и обнажить узлы кущения или корневые шейки растений. Исследование показало, что плотность почвы в рядах озимой пшеницы по технологии Mzuri Pro-Til осенью, весной после возобновления вегетации и после сбора урожая отличалась всего на 0,1 г/см3 (таб. 2). Эта разница в слое почвы, в котором развивалась основная масса корней, обработанном со вспашкой и без вспашки, была намного больше, т.е. 0,15 — 0,16 г/см3. На протяжении всего вегетационного периода озимой пшеницы плотность почвы в междурядьях по технологии Mzuri Pro-Til была очень ровной и составляла около 1,6 г/см3. Это, вероятно, ограничивало резкие изменения водно- воздушного режима и, таким образом, способствовало деятельности микроорганизмов и почвенной фауны – дождевых червей.
Технология Mzuri Pro-Til, применяемая регулярно в течение 4 лет на одном и том же поле, привела к уменьшению уплотнения почвы в более глубоком слое, т.е. 20 — 30 см (рис. 2). Этот слой на многих почвах, обрабатываемых плугом, подвержен сильному уплотнению и даже образованию плужных подошв. Это связано с движением вниз мельчайших частиц почвы и почвенных коллоидов из очень сильно разрыхленных слоев, расположенных выше. Уплотнению более глубоких слоев и плужной подошве способствует направление колес трактора по дну борозды во время вспашки. Представленные здесь результаты и исследования многих других авторов подтверждают, что обработка почвы без вспашки, включая полосовую обработку, снижает эти явления.
