В онлайне: 1 (гостей - 1, участников - 0)  Вход | Регистрация

 
УДК 631.45

Переуплотнение почв при сельскохозяйственных работах


Сидоренко П.В., студентка 3-го курса,
Тульский государственный университет, Россия

Рассматривается вопрос переуплотнения почв, как процесса изменения сложения почвы под воздействием высоких механических нагрузок, а именно под воздействием тяжелой с/х техники, последствия и методы по борьбе с переуплотнением.

В условиях интенсивного ведения сельскохозяйственного производства значительно усиливается воздействие на почву ходовых систем сельскохозяйственных агрегатов. Чрезмерное уплотнение почвы, происходящее под интенсивным воздействием ходовых систем мощных тракторов, тяжелых сельскохозяйственных машин и транспортно-технических средств, стало серьезной угрозой плодородию почвы, приводит к её разрушению и является одной из причин развития эрозионных процессов. Неизменным спутником роста энергетической насыщенности машин является значительное увеличение их массы. Так, эксплуатационная масса трактора К-701 составляет 13,5 т, а посевного агрегата с ним и новой широкозахватных сеялкой СЗС-12, загруженной семенами более 25 т. Масса комбайна "Дон-1500" с заполненными бункерами составляет более 18 т.

Последствия уплотнения почвы:

  1. при уплотнении увеличивается объемная масса и снижается пористость, что сдерживает развитие корневой системы (уменьшается общая масса и проникновение вглубь не только пахотного, но и подпахотного слоев), уменьшается влагообеспеченность растений;
  2. происходит ухудшение водно-физических свойств почв, таких как влагоёмкость, пористость, скорость впитывания поливной воды, уменьшение водопроводимости, снижение нитрификационной способности;
  3. снижается аэрация и биологические процессы;
  4. усиливаются поверхностный сток воды и смыв мелкозема;
  5. в конечном итоге - снижение плодородия в среднем на 5-20%, а в редких случаях и более.

При разовых проходах тракторов по полю плотность почвы (чернозем типичный глубокий) может превысить 1,3-1,35 г/см3 (верхняя граница оптимального уплотнения для большинства сельскохозяйственных культур), твердость - достичь допустимого предела (20 кг / см2), содержание воздуха в пахотном слое - снизиться ниже критического уровня (15%), а водопроницаемость почвы - уменьшиться до 40-30 мм / ч и ниже.

За период подготовки почвы до уборки урожая разнообразные машины проходят по полю 5-15 раз. Суммарная площадь следов ходовых систем нередко вдвое превышает площадь поля, а на поворотных полосах - в 6-20 раз. Вследствие этого резко ухудшаются такие важные для роста и развития растений свойства почвы, как плотность, твердость, воздухо- и водопроницаемость.

При взаимодействии грунтов с ходовыми системами мобильной техники (тракторов как базовых машин для бульдозеров, скреперов, грейдеров) почва деформируется. Степень этой деформации зависит от исходного ее состояния: плотности и влажности во время прохода техники, величины контактного давления на почву и кратности воздействия.

Степень деформации также зависит от времени года: установлено, что в зимнее время плотность почвы под колесами трактора увеличивается незначительно, а значит использование тяжёлой техники относительно безопасно в этот период. Рассматривая почву как трехфазную систему, этот факт можно объяснить тем, что жидкая фаза - вода, которая, будучи в жидком состоянии, обволакивает поверхность твердых частиц грунта наподобие смазки, снижает трение частиц грунта между собой, при приложении нагрузки способствует уплотнению. Превратившись в лёд, вода уже не снижает силу трения, а оказывает дополнительное сопротивление. Переуплотнение почвы наиболее опасно осенью и весной, когда почва бывает сильно насыщена водой. Летом степень переуплотнения зависит от выпавшего количества осадков (засушливое или дождливое лето).

Влажность почвы в момент воздействия на нее техники является важнейшим фактором, определяющим степень уплотнения при одной и той же нагрузке. Глубина деформации, определяемая выше названными факторами, а также единичной массой техники, давлением на ось и напряжением на глубине 50 см, варьирует от 20-30 до 50-60 см. Следствием этого является снижение урожайности зерновых и пропашных культур на 15-30% (контроль - участки с оптимальным уплотнением).

Плотность почвы повышается под воздействием техники от 0,05 до 0,4 г/см3, то есть величина прироста плотности изменяется от 3-4% до 35-40%, составляя в среднем 15-20%. Плотность почвы по следам движения сельскохозяйственной техники в пахотном слое составляет от 1,2-1,3 г/см3 до 1,4-1,5 и 1,5-1,6 г/см3. Нормальная (или слабая) степень уплотнённости до 1,0-1,1 г/см3, такая плотность присуща окультуренным почвам. К переуплотненным относятся почвы с плотностью: 1,3-1,5 г/см3 (средняя степень уплотнения) и 1,5-1,6 г/см3 и выше (сильная степень уплотнения).

При средней степени уплотнения снижение урожая при прочих равных условиях достигает 20-30% на всех типах пахотных почв. При сильной степени уплотнения потери урожая могут достигать 50-60%. Последствия разового интенсивного уплотнения сохраняются в течение 2-5 лет. Многократное из года в год воздействие техники на почву ведет к "накоплению" уплотнения. Отметим, что уплотнение почв идет не только в вертикальном, но и в горизонтальном от центра следа направлении - на 35-70 см.

Однако переуплотнению почвы нельзя считать неизбежным, для его предотвращения необходимо. Борьбу с переуплотнением почвы возможно проводить при помощи следующих методов:

  • при ранневесеннем бороновании применять только гусеничные тракторы, имеют небольшое давление на грунт;
  • применять минимизацию обработки, сочетание операций, уменьшение глубины разрыхления, увеличение ширины захвата агрегатов;
  • все работы по возделыванию сельскохозяйственных культур проводить при физической спелости почвы и его влажности 20-22%;
  • предпочтительно использовать гусеничные тракторы, ограничивать применение колесных тракторов типа К-700;
  • исключать проходы сельскохозяйственных агрегатов и других машин по полю без надобности;
  • заправлять агрегаты семенами, удобрениями, топливом только на краю поля без заезда на него транспортных средств;
  • широко применять маршрутизацию движения машинно-тракторных агрегатов при выращивании сельскохозяйственных культур, то есть большинство технологических операций выполнять при движении агрегатов по одним и тем же путям;
  • разрыхлять и заравнивать следы от колес тракторов и сельскохозяйственных машин;
  • для повышения устойчивости почв против уплотнения шире применять обычные приемы окультуривания (внесение органических удобрений, кальцийсодержащих мелиорантов и др.), мульчирование поверхности почвы.


Библиографический список

  1. Продан М. О теоретической основе уплотнения почв ходовыми системами машин- М.: учебник для вузов, 2003г. – 258 с



22.12.12 16:12 | polina (участник)
Федеральные целевые программы,направленные на внедрение подобных инновационных технологий, не смогут полностью решить проблему,так как парк сельскохозяйственной техники предприятий России давно морально и физически устарел. Целесообразно направить федеральные программы первоначально на замену отечественной с/х техники техникой импортного производства,на которой уже будут заводом-изготовителем установлены Glonass/GPS приёмники,тем самым это позволит решить две проблемы одновременно: обновление устаревшей техники и избежание дополнительных затрат на закупку и установку навигационного оборудования. Необходимым лишь останется установка соответствующего ПО.

22.12.12 15:37 | Гость (гость)
Имелось ввиду, что за границей используется активно, а в России - локально ( в основном с 2010 года). Необходимо расширить процесс внедрения таких технологий. Решением могут послужить федеральные целевые программы в сфере сельского хозяйства, направленные на "малые" с/х предприятия.

22.12.12 14:14 | polina (участник)
В настоящее время приёмники Glonass/GPS уже устанавливаются на сельскохозяйственную технику и в России в течение последних нескольких лет, однако оборудование не российского производства, достаточно дорогостоящее как в закупке, так и в установке, плюс ко всему необходима организация обучения работников с таким оборудованием. Такие инновации могут позволить себе только ведущие с/х предприятия, которых очень и очень мало в стране.

Все комментарии (4)

 

Разделы конференции

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.