Потери влаги за счет физического испарения особенно велики в начале весны, когда почва содержит максимальное количество подвижной влаги, а поверхность почвы не затенена, или слабо затенена растительностью. Одна из основных мер сохранения влаги в почве весной - уменьшение непродуктивных ее потерь путем снижения физического испарения. Многие считают, что лучше достигается это за счет создания на поверхности почвы сухого мульчирующего слоя. Однако это положение нельзя считать бесспорным [2].

При максимальном количестве влаги в почве ее потери за счет испарения компенсируются капиллярным поднятием. При углублении капиллярной каймы влага начинает передвигаться под влиянием силы тяжести [10]. Направления капиллярных сил и силы тяжести совпадают. Их суммарная сила становится больше, чем восходящее движение на величину, равную удвоенной силе тяжести. Поэтому скорость передвижения влаги вниз превышает скорость передвижения ее вверх. Причем движение вниз прекращается при более низкой влажности. В почве в это время сохраняется еще мерзлый экран. Постепенно оттаивая, он увлекает влагу в нижние горизонты. Передвижение влаги вверх через мерзлый экран невозможно [2].

Влага перемещается туда, где минимальная температура и ее запасы увеличиваются, а в наиболее теплых слоях почвы уменьшаются. По мере накопления влаги у холодной зоны возникает градиент влажности. В таких условиях действуют две циркулирующие силы: одна вблизи холодной, другая вблизи наиболее теплой зоны [11, 12]. Все это препятствует потерям влаги из всей толщи почвы. Поэтому с повышением температуры воздуха весной испарение воды с поверхности почвы уменьшается, так как уже при наименьшей влагоемкости (НВ) или несколько ниже (70-80 % НВ) вода испаряется только из верхнего слоя почвы. Скорость испарения в этом случае даже при высокой температуре и большом дефиците влажности воздуха не превышает десятых долей миллиметра в сутки [13].

Отсюда, ранневесеннее боронование с целью создания пыльной мульчи сомнительно. Мульча может снижать испарение влаги только при приблизительно одинаковых температурах поверхности почвы и воздуха [6]. До боронования температура поверхности влажной почвы может быть одинаковой с температурой воздуха или даже несколько ниже. После рыхления поверхность почвы быстро высыхает и нагревается. Ее температура становится почти вдвое выше, чем температура воздуха. Обмен почвенного воздуха с атмосферным усиливается. Усиливается и испарение [2].

Боронование в это время, как и всякая другая обработка почвы, связано с дополнительной потерей влаги. При высоком темпе испарения почва высыхает так быстро и так сильно, что поверхностная обработка не достигает цели [14].

Потеря влаги зависит и от величины почвенных агрегатов, которые покрывают поверхность почвы. Наибольший расход влаги через испарение происходит при грубокомковатых отдельностях (более 5 мм). Если испарение почвы с мелкокомковатыми отдельностями (0,5-3,0 мм) принять за 100 %, то при агрегатах менее 0,5 мм испарение составит 150 %. Мульчирующий слой мелкокомковатой почвы снижает температуру почвы в жаркое время дня, исключает подток воды в капельножидком состоянии и защищает пахотный горизонт от проветривания. Диффузно-конвекционное испарение почвенной влаги уменьшается. Глыбистое или пыльное состояние верхнего слоя увеличивает испарение [11].

Испарения из более глубоких горизонтов в обычные годы не происходит, а в засушливые оно незначительно и не зависит от приемов ранневесенней обработки. Обработка почвы после образования сухого слоя с целью сохранения ее поверхности рыхлой не снижает расхода воды, так как величина потерь воды мало зависит от мощности слоя [15]. Чем почва плотнее в это время, тем меньше воздухообмен и расход воды на испарение. Важно, чтобы поверхность поля была ровной и не глыбистой. Большая часть испаряемой воды теряется до того, как можно заехать в поле, а сухой слой обычно легко образуется сам по себе и является эффективным препятствием для испарения. Он свидетельствует о том, что вода к поверхности почвы поступает весьма медленно [2].

В поверхностном (0-5 см) рыхлении почва нуждается только при плотности 1,2-1,4 г/см3. При более рыхлом и более плотном сложении почвы оно нерезультативно. Плотность черноземов Зауралья весной, как правило, ниже 1,2 г/см3 [16, 17]. Осеннее выравнивание зяби для лучшего сохранения почвенной влаги весной рекомендовал еще П.А. Костычев (1951).

Длительное время считалось, что посевы озимых культур весной, чтобы сохранить почвенную влагу, обязательно надо боронить. Однако в исследованиях опытных станций положительного результата этот прием не дал. В подзоне темно-каштановых почв Приуралья на территории Уральской области в 1987-1989 гг. при бороновании урожайность снижалась по сравнению с контролем на 1,1-1,7 ц/га. Различий по водному режиму между вариантами опыта не обнаружено.

В Курганской области первые опыты с весенним боронованием посевов озимой ржи проводились в 1940-е годы. Испытывались четыре варианта: без боронования, с боронованием при наступлении физической спелости почвы, с боронованием через пять и десять дней после наступления физической спелости почвы. В 1947 году май был очень дождливым, в 1948 году без осадков. Однако как в тех, так и в других условиях боронование оказалось лишним [2].

Считалось также, что рыхление междурядий создает пыльную мульчу и потому снижает потери почвой влаги. Опыты в нашей стране и за рубежом не подтвердили этого [15, 18]. В засушливых условиях без междурядного рыхления, особенно в верхнем 10-сантиметровом слое почвы, в период наибольшего его иссушения запас продуктивной влаги держится даже на несколько более высоком уровне, чем с рыхлением [2].

5.6 Уборка урожая и подготовка зерна к хранению

Озимая рожь созревает дружно и при перестое сильно осыпается, поэтому ее убирать надо в сжатые сроки. Двухфазную уборку проводят в середине восковой спелости при влажности зерна 35-40 %. Хлеба скашивают жатками и укладывают в валки на стерню 25-30 см, через 3-5 дней по мере высыхания зерна и стеблей валки подбирают и обмолачивают комбайнами. Двухфазная уборка начинается на 5-10 дней раньше однофазной.

Однофазную уборку осуществляют комбайнами в период полной спелости при влажности зерна до 20 %. При выборе срока и способа уборки необходимо учитывать биологические особенности ржи, погодные условия, полеглость и засоренность посевов. При влажной и теплой погоде озимая рожь может прорастать на корню, поэтому ее необходимо убирать в сжатые сроки. При уборке полегших посевов растения скашивают поперек полеглости или под углом к ней [3].

В бункер комбайна вместе с зерном поступают и примеси - кусочки соломы, колосьев, семенных головок, семена сорняков, комочки почвы и мелкие камни. Влажность зерна, как правило, выше кондиционной. Поэтому зерно от комбайнов отвозят на стационарные агрегаты и комплексы, в которых оно подвергается очистке, сушке, сортированию и калиброванию.

Очистка - это разделение (сепарация) зерновой смеси на отдельные фракции, различающиеся по каким-либо физико-механическим свойствам (размеру, плотности и др.). Очистка может быть предварительная, первичная и вторичная.

Предварительной очистке подвергаются свежеубранное зерно влажностью до 35 %. При этом в очищенном зерне снижается содержание наиболее крупных и мелких примесей (с 15-20 до 3 %), удаляется часть избыточной влаги, увеличивается его сыпучесть, облегчаются последующие процессы (особенно сушка), повышается устойчивость зерна к самосогреванию при временном хранении в насыпи. При предварительной очистке потери зерна в отходах должно быть не более 0,05 %, дробление - 0,1 %, а полнота выделения сорной примеси - не ниже 50 %.

Первичной очистке подвергают свежеубранное зерно влажностью не более 22 % или предварительно обработанное и высушенное зерно влажностью не более 18 %. При этом из зерна выделяются крупные, легкие и мелкие примеси, дробленое и щуплое зерно; содержание примесей в зерне снижается с 8-10 до 1-3 %. Исходный зерновой ворох разделяется на три фракции: очищенное зерно, фуражные отходы и примеси. При первичной очистке потери полноценного зерна должны быть не более 1,5 % в фуражных отходах и 0,05 % в примесях, дробление - не более 1 %, полнота выделения сорных примесей - не ниже 60 %.

При вторичной очистке удаляются из зерна близкие к нему по размерам примеси, трудноотделимые семена сорняков. В результате исходный зерновой ворох разделяется на семенную фракцию, зерно второго сорта, легкие, мелкие и крупные примеси. При вторичной очистке потери семян основной культуры в отходах должны быть не более 7 %, дробление - не более 0,8 %. Вторичная очистка должна обеспечить подготовку семян II и I классов посевного стандарта, при которых чистота семян составляет соответственно 98 и 99 %, а всхожесть - 90 и 95 %.

Продовольственное и фуражное зерно подвергается в основном предварительной и первичной очистке, а семенное - еще и вторичной подработке.

Сушка - это процесс снижения влажности зерна от исходной до кондиционной (14-17 %), благодаря чему зерно может длительно храниться. Наряду с предотвращением порчи зерна сушка облегчает выделение примесей при очистке, выравнивает механические свойства зерновой массы, облегчает транспортирование зерна по самотечным трубам.

Сортирование зерна - это разделение очищенного от примесей зерна на фракции, различающиеся хлебопекарными (для продовольственного) или посевными (для семенного) качествами.

Калибрование - это разделение очищенных семян на фракции по их размерам. Калиброванием семена подготавливают к высеву сеялками точного высева или к переработке зерна в муку и крупу [19].

Таблица 5 - Расчет экономической эффективности возделывания озимой ржи по данным Еманжелинского сортоучастка