Технологічні процеси механічного обробітку ґрунту

Усі процеси обробітку ґрунту зводяться до таких основних тех­нологічних операцій: перевертання, розпушування, подрібнення, переміщування, вирівнювання, ущільнення ґрунту, підрізування стерні і бур'янів, утворення гребенів.

Перевертання верхнього шару ґрунту — це переміщування шарів ґрунту у вертикальному напрямку. Внаслідок перевертан­ня у ґрунт заробляються післяжнивні рештки, дернина, добрива, насіння бур'янів, збудники хвороб, шкідники сільськогосподарсь­ких культур тощо. Під час перевертання верхня, родюча і більш розпилена частина орного шару ґрунту переміщується вниз, а нижня — вверх. Періодичне перевертання ґрунту поліпшує фі­зичні властивості та біологічну активність орного шару, тобто усуває диференціацію цього шару ґрунту, створюючи кращі умо­ви для живлення рослин. Перевертання глибших підорних шарів ґрунту при внесені Добрив сприяє окультуренню виораної час­тини його, тобто збільшує потужність орного шару..

Перевертання ґрунту здійснюють переважно плугами з поли­цями. Проте ефективність перевертання ґрунту не завжди одна­кова. У районах поширення вітрової ерозії під час повного за­гортання післяжнивних решток у ґрунті менше нагромаджується вологи і створюються умови для ерозії. Тому в цих районах зас­тосовують безполицевий обробіток ґрунту. Проте такий трива­лий обробіток ґрунту призводить до диференціації родючості орного шару. Отже, щоб посилити біогенність ґрунту і забезпе­чити однорідність орного шару, доцільно періодично його пере­вертати, а в сівозмінах застосовувати полицево-безполицевий обробіток ґрунту на різну глибину.

Після розпушування і подрібнення ґрунту зменшуються роз­міри ґрунтових часточок, змінюється їх взаємне розміщення, збільшується пористість та зменшується щільність, поліпшують­ся водо- і повітропроникність ґрунту, життєдіяльність аеробних мікроорганізмів та умови росту рослин. Крім того, під час розпу­шування руйнується ґрунтова кірка, створюється мульчуючий шар, який захищає ґрунт від пересихання. Для різних культур залежно від ґрунтово-кліматичних умов потрібний певний опти­мальний ступінь розпушування ґрунту. Під час обробітку ґрунт розпушується всіма ґрунтообробними знаряддями, крім котків. Ступінь розпущеності ґрунту характеризується його щільністю, твердістю та будовою. Якість подрібнення залежить від грану­лометричного складу та вологості ґрунту, його задерніння, окультуреності, конструкції та швидкості руху знарядь під час об­робітку. Важкі та задернілі ґрунти подрібнюються погано, особ­ливо при нестачі вологи.

Перемішування ґрунту застосовують для створення одно­рідного орного шару та рівномірного розподілу в ньому добрив, мікроорганізмів, сидератів, рослинних решток, вапна, гіпсу тощо. Після перемішування у ґрунті створюються умови для кращої мінералізації органічних та більш повного використання важко-доступних поживних речовин за рахунок активізації життєдіяль­ності в орному шарі мікроорганізмів.

Однорідність орного шару потрібна для рівномірного росту і розвитку рослин та одночасного їх достигання.

Ґрунт добре перемішується під час його перевертання та розпушування різними знаряддями. Проте найкраще він пере­мішується фрезою. Перемішування ґрунту не допускається на ерозійно небезпечних землях, під час створення ущільненого шару, при наявності на поверхні ґрунту після обробітку стерні, а також під час пошарового і місцевого внесення органічних та мінеральних добрив. Вирівнювання поверхні ґрунту зменшує випаровування води, створює кращі умови для сівби, догляду за рослинами та збирання врожаю, а в умовах зрошення — для проведення поливів. Вирівнювання ґрунту з одночасним його ущільненням перед сівбою забезпечує появу дружних і повних сходів, особливо дрібнонасінних культур. На вирівняній поверхні ґрунту добові коливання теплового і водного режимів виявляють­ся менше, ніж на гребеневій поверхні.

Для вирівнювання ґрунту використовують культиватори, бо­рони, шлейф-волокуші, легкі котки, а під час вирощування куль­тур із зрошенням — грейдери, бульдозери, скрепери, важкі во­локуші. В умовах зрошення технологічна операція для підготовки ґрунту до сівби називається малуванням.

Ущільнення — це зміна взаємного розміщення часточок ґрун­ту для зменшення його щільності. Завдяки цій технологічній опе­рації збільшується капілярна пористість ґрунту та зменшуються некапілярна і загальна. Найчастіше ущільнюють легкі ґрунти та ті, які тільки підготували до сівби у районах з недостатнім зво­ложенням. Це забезпечує ущільнення ґрунту на значну товщи­ну, а наступне розпушування на глибину сівби сприяє утворенню ущільненого ложе для розміщення насіння та надходження до нього по капілярах вологи. Такий стан шару ґрунту дає змогу зменшити непродуктивні витрати вологи та поліпшити умови про­ростання насіння.

Для ущільнення ґрунту використовують котки (гладенькі, кільчасті, рубчасті, кільчасто-шпорові) різних діаметра та маси.

Підрізування стерні і бур'янів. Здебільшого ця операція поєднується з перевертанням, розпушуванням та перемішуван­ням ґрунту. Здійснюються ці процеси під час лущення, оранки та культивації. Спосіб і глибина обробітку ґрунту залежать від ґрунтово-кліматичних умов, біологічних особливостей культур, забур'яненості поля тощо. Обробіток ґрунту на глибину понад 24 см називають глибоким, до 16 — мілким, а до 8 см — повер­хневим. Доведено, що збільшення глибини обробітку ґрунту під польові культури понад 35 см економічно невигідне. Найглиб­ший обробіток ґрунту під культури сівозміни, який істотно змінює його будову, називають основним обробітком ґрунту. У певних ґрунтово-кліматичних зонах його виконують різними знаряддя­ми. Так, на ґрунтах, де не діє водна ерозія, переважно поле орють плугом з передплужником, а при вітровій ерозії здійсню­ють плоскорізний обробіток.

Оранка — спосіб обробітку ґрунту, який забезпечує перевер­тання, перемішування і розпушування орного шару, а також підрізування підземної частини рослин, загортання добрив та післяжнивних решток.

Оранку проводять восени в системі зяблевого обробітку ґрун­ту, інколи навесні (веснооранка). Основними робочими органами плуга є леміш і полиця. Полиці бувають звичайними, циліндрични­ми, напівгвинтовими та культурними (рис. 31). Від форми полиці залежать перевертання, подрібнення та розпушування ґрунту.

Промисловість випускає переважно плуги з культурною фор­мою полиці. Такі плуги не повністю відповідають вимогам до якості оранки. Це пов'язано з тим, що технологічні властивості верхньої і нижньої частин орного шару ґрунту неоднакові. Верх­ня частина ґрунту характеризується вищою зв'язністю, оскільки містить більшу частину коренів і сухіша від нижньої.

Рис. 31. Форми полиці:

а — гвинтова; б — циліндрична; в — напівгвинтова; г — культурна

На полі для створення мікрорельєфу та усунення надмірно­го зволоження, регулювання повітряного і теплового режимів ґрунту, запобігання прояву водної ерозії нарізують борозни, формують гребені та гряди підгортаючими борозноробами та спеціальними плугами. На схилах здійснюють лункування, тоб­то роблять дисковими лункокопачами замкнені заглиблення на поверхні поля, внаслідок чого зменшуються стікання води та ерозійні процеси.