Автор: Данатаров Агахан

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №8 (19) август 2010 г.

Библиографическое описание:

Данатаров А. Агротехнические требования рыхлителя-кротователя // Молодой ученый. — 2010. — №8. Т. 1. — С. 59-62.

Великий русский ученый академик Д.Н. Прянишников считал, что «всякая культура земледелия возможно лишь на основе использования результатов, по крайней мере, трех смежных наук: учения об удобрениях; физиологии растений и селекции и науки об обработке почвы. Грамотное применение удобрений возможно лишь при правильно выбранных приемах и системы обработки почвы. Приемами механической обработки почвы создаются благоприятные физические, физико-химические и биологические условия в почве. При помощи этих приемов обеспечивается эффективная борьба сорняками и усвоение растениями питательных веществ» [2].

Обработка почвы – один из важнейших факторов в системе мероприятий по обеспечению высокой культуры земледелия и получению гарантированных урожаев схк. Качество обработки почвы, в свою очередь, зависит от технологии ее проведения и средств механизации ее осуществления с агротехническими требованиями данной культуры. Так как орошаемое земледелие Средней Азии в основном специализировано на производстве хлопка-сырца, то для хозяйств среднеазиатской аридной зоны задача удовлетворения агротехнических требований, обусловленных возделыванием хлопчатника, является одной из наиболее важных.

Многими исследователями были изучены физико-механические свойства пахотного слоя в зоне хлопкосеяния, в их числе С.Н. Рыжов, И.В. Ревут, А.К. Кошкарев, Г.М. Рудаков, Р.И. Байметов,  А. Джураев, М.В. Мухаммеджанов, С. Сулейманов, М.М.Муратов, Н.С. Бибутов, А. Закиров, В.П. Кондратюк, К.М. Мансуров, В.А.Сергиенко и др. [2,3,4,5,6]. Подпахотный горизонт в период его обработки изучали М.М. Миркасимов и А.С. Шох [10]. Эти авторы установили, что физико-механические свойства подпахотного горизонта значительно отличаются от свойств пахотного слоя по влажности, плотности и коэффициенту фильтрации.

При глубокой обработке корневая система хлопчатника развивается в благоприятных условиях, мало деформируется, не сдавливается, меньше изгибается. Так по данному М.В. Мухаммеджанова и С. Сулейманова [4] при вспашке на глубину 30 см и рыхление почвы до 55 см количество стержневых корней направленных вертикально вниз почти без деформаций было 4 раза больше чем при вспашке на глубину 30 см без рыхления. Опыты А. Джураева [3] подтвердили, что рыхление подпахотного горизонта до 50 см дало возможность корням хлопчатника проникать в глубину до 190 см, что привело к увеличению урожаев хлопка-сырца. К такому выводу пришел и А.К. Камилова [6], в его опытах рыхления до 50 см в сочетании с вспашкой на 30 см способствовало выходу корней хлопчатника за пределы подпахотного горизонта, в толще до 120 см накопилось корней на 27-36% больше. Развитие корней способствовало накоплению коробочек и повышению урожайности хлопчатника.

Глубокое рыхление почвы снижает плотность и обеспечивает повышение общей скважности за счет порозности. Так А. Закирова [5] установил, что общая порозность в слое 30-60 см до рыхления была равна 45,8%, после рыхления 50,3% и это повысило водопроницаемость почвы по сравнению с обычной вспашкой при рыхлении на 40 см на 3,5%, на 55 см 15,2%. После разрушения подпахотного горизонта запаси влаги на незасоленных сероземах возрастали на 300-350 м3/га, в условиях луговых почв – до 185 м3/га. Увеличение запаса влаги в почве в начале вегетации, во-первых, позволило не применять подпитывающий полив, во-вторых, оттянуть начало первого вегетационного полива на 6-12 дней. К этому времени при достигнутой высоте хлопчатника можно нарезать поливные борозды на предельную глубину [6].

Марыйский велаят – одним из крупнейших хлопководческих районов Туркменистана с благоприятными условиями. Однако возделывание монокультуры, уплотняющее воздействие на грунт МТА отрицательно сказывается на водно-воздушном, тепловом и солевом режиме почвы, условиях минерального питания растений, что ведет к уменьшению корнеобитаемой зоны и снижению урожайности хлопчатника. Снижается эффект удобрений, уменьшается коэффициент фильтрации, затруднено рассоление почв, увеличивается расход промывных и поливных воды, эрозия почв, возрастает затраты на обработку почвы.

Для проведения исследований в качестве базовых объектов нами подобраны совхозы имени Магтымгулы, «Ак-Алтын», «Целинный» Каракумского этрапа [2]. Почвы этих хозяйств характеризуются низким уровнем залегания ГВ, засоление и среднезасоленные, имеют тяжелый механический состав, в сыром состоянии они вязки, в сухом – плотны. Верхний слой почвы глубиной залегания до 0,39 м в основном легкий и средний суглинок, а в горизонте от 0,3-0,6 м содержится преимущественно тяжелый суглинок и глины, в основном однородные, содержание физической глины в пределах от 38,99 до 75,06 %. Плотность скелета грунта от 1,81 до 2,28 г/см2, влажность от 7 до 13%, коэффициент фильтрации – 0,01 м/сут.

Исследования, проведенные в 1990-1994 г.г. в совхозах имени Магтымгулы, «Ак-Алтын», «Целинный» Каракумского этрапа, позволили более основательно установить грунтовые условия участков. Механический анализ почвы устанавливали отбором образцов на глубине 80 см через каждые 10 см с четырехкратной повторностью. Результаты анализов по определению грунтовых условий участков представлены в таблице 1.                                                                                                                    Таблица 1.

Результаты анализов по определению грунтовых условий исследуемых участков

По пашне

По невспаханной почве

глубина отбора образцов от поверхности земли, см

 

влаж-

ность,

%

 

объемная масса, г/см3

глубина отбора образцов от поверхности земли, см

 

влаж-

ность, %

 

объемная масса, г/см3

10

0,9

1,81

10

7,0

2,19

20

10,8

1,94

20

9,8

2,22

30

11,8

2,05

30

12,1

2,28

40

11,0

2,08

40

12,5

2,23

50

11,6

2,05

50

13,0

2,26

60

11,4

2,18

60

12,1

2,27

70

12,1

2,09

70

13,7

2,19

80

13,2

2,01

80

14,1

2,17

Содержание частиц от 1 до 0,001 мм в почвогрунтах на участках приведены в таблице 2.                                               Таблица 2

Гранулометрический состав морфологических слоев почвы

Глубина отбора образцов, см

Фракции в мм

1-0,25

0,25-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

0,005-0,001

0,001

0,001

физ. глины 0,01

0-10

0,15

2,60

23,12

15,14

8,17

18,25

32,57

38,99

10-20

0,14

2,63

21,23

15,64

8,32

18,88

33,16

60,36

20-30

0,15

2,11

11,92

12,75

7,54

24,55

40,98

73,07

30-40

0,13

1,12

11,23

12,70

7,52

26,12

41,14

74,78

40-50

0,12

0,82

6,88

17,15

7,54

26,18

41,34

75,06

50-60

0,12

0,81

6,47

18,21

7,58

24,68

32,13

74,39

60-70

0,14

0,83

8,20

18,15

7,78

23,17

41,73

72,68

70-80

0,15

0,85

10,26

17,75

7,14

21,23

42,62

70,99

Как видно из материалов таблиц 1 и 2 ниже пахотного слоя находятся уплотненный горизонт, который отрицательно воздействует на рост хлопчатника и формирование корневой системы, т.к. сильно затрудняется просачивание промывной и поливной воды и атмосферных осадков в подпахотные слои, из-за чего значительно уменьшается запасы влаги, ухудшается воздухообмен в корнеобитаемых зонах, а стержни главных и боковых корней хлопчатника, доходя до уплотненного горизонта, вынуждены изменять направление роста в сторону менее уплотненных слоев. В таких условиях корни хлопчатника развиваются, главным образом, в пахотном слое и  подвергаются частому иссушению в знойный летный период. А.С. Кушнарев остановился на исследованиях последствия переуплотнения пахотных и подпахотных почв и пришел к выводу, что процесс разуплотнения важное значение оказывает на повышение плодородия почв, увеличение в них гумуса, создание глубокого окультуренного пахотного слоя и увеличение основных свойств почвы.

При исследованиях опытных участков было установлено, что в связи с уплотнением подпочвенных слоев разрушается естественная структура почв. Если при естественной структуре почвы наряду с влагой, заполняющей капилляры внутри агрегатов, остается пространство для аккумуляции вохдуха в крупный порах между агрегатами, то с уплотненном слое содержание воздуха в почве значительно снижено и счет практической ликвидации между агрегатной пористости, чем сильнее уплотнена почв, тем меньше в ней аккумулируется воздуха и воды.

Как известно, насыщение воздухом происходит за счет поступления его под воздействием атмосферного и гидравлического давления воды в грунте. Из-за образования уплотненного подпахотного горизонта воздух не насыщает почву, т.к. очень затруднено проникновение его на требуемую глубину через сильно уплотненный подпахотный слой. Это приостанавливает жизнь всего живого, в частности, растений и микроорганизмов, т.к. в почвенном воздухе создается дефицит кислорода, необходимого для обеспечения нормального развития корневой системы растений и интенсивного протекания аэробных и микробиологических, окислительных процессов. Рыхление почвы усиливает аэрацию. При возделывании хлопчатника почва подвергается ряду воздействий, ведущих к ее разрыхлению, т.е. к созданию структуры, способствующей повышению воздухонасыщения. Пути и способы борьбы с уплотнением почвогрунтов следует свести к трем направлениям: снижение уплотнения почвы; предотвращение; разуплотнение.

По первому направлению проводится исследования в области совершенствования ходовой системы энергетических и транспортных агрегатов, снижение их массы, применяя широкозахватные и комбинированные способы обработки почвы, использование технологической колеи для возделивания схк. По второму направлению – предотвращение уплотнения почвы, до настоящего времени мало разработок, если не считать технологию нулевой обработки и мостовое земледелие. За рубежом данному вопросу придается большое практическое значение. По третему направлению разуплотнения проводятся работы естественном путем и механическое рыхление.

Результаты исследований И.С. Рабочева [8] свидетельствуют о том, что уплотненный слой почвы затрудняет вымыв из нее солей, поэтому рекомендовал проводить глубокую вспашку. Д.Ш. Шерипов и В.К. Гафуров подчеркивали [9], что в аридных условиях необходима разработка системы мероприятий, направленных на улучшение водно-физических свойств почв, что позволит повысить урожайность схк и коэффициент использования оросительной воды.

Таким образом, с целью недопущения указанных последствий, необходимо строго соблюдать агротехнические требования к проведению аэрационного дренажа (АД). Еще А.Н. Костяков [7] подчеркивал, что соблюдение агротехнических мероприятий при проведении нарезки АД дает возможность обеспечить комковатую структуру почв, водно-воздушный и тепловой режим, уменьшить содержание солей в верхних слоях и испарение влаги, усиливает корневую систему. Исследованиями установлено, что водообеспеченность хлопчатника значительно увеличивает транспирацию, фотосинтез, дыхание и рост. Глубокий окультуренныый пахотный слой позволяет корневой системы растений глубже проникать в почву и лучше усваивать запасы воды и необходимые элементы питания.

На современном этапе интенсификации земледелия наиболее перспективны в мелиоративном улучшении земель посредством проведения кротования и глубокого рыхления. Данные агротехнические мероприятия следует применять как дополнение к закрытому дренажу, что позволяет также увеличить расстояние между материальными дренами в 1,5-2 раза. По мере окультуривания дренированной тяжелой почвы необходимость усиливающих действий дренажа и агротехнических мероприятий постепенно уменьшается, однако его проведение должно периодически повториться.

Одним из таких перспективных мероприятий, позволяющих коренным образом изменить состояние почв в хлопкосеющих хозяйствах среднеазиатской аридной зоны, является АД, аэрационная полость которого, кротовина, расположена ниже уплотненного подпахотного слоя. Как известно, прокладка кротовин сопровождается созданием зоны рыхления на глубину 35-40 см от поверхности грунта. Обычно зона рыхления соединяется с кротовиной щелью шириной 20-30 см, составленной ножом кротователя. Кротовины, проложенные на определенном расстоянии друг от друга, обеспечивают необходимую аэрацию корнеобитаемой зоны. Однако, в зонах орошаемого земледелия АД практически не нашел применения из-за несовершенства его конструкции и эксплуатационной устойчивости кротовин.

Вместе с этим в последние годы преимущественное распространение получило кротование пассивными ножами рабочими органами благодаря их простоте и надежности в конструкции. Разработка конструкции кротователей шла, в основном, по пути исследования базовых машин с большой силой тяги. Следует отметить, что увеличение силы тяги базовых машин не в полной мере соответствует повышение их эффективности по сравнению со стоимостью. При этом наличие тракторов большого класса тяги в мелиоративных организациях весьма ограничено, а увеличение их не оправдывает себя, т.к. они не могут быть задействованы на других видах работ из-за отсутствие набора соответствующего навесного оборудования. В тоже время в хозяйствах имеется резерв тракторов меньшего класса тяги, которые можно задействовать на выполнения работ по мелиоративному улучшению земель. Поэтому было высказана гипотеза о возможности улучшения мелиоративного состояния земель за счет нарезки АД с использованием тракторов меньшего класса тяги и специализированных кротователей.

Как известно из эксплуатационной практики и отмечено в трудах многих исследователей, технология устройства АД должна обеспечивать эффективность и долговечность его работы. Но до настоящего времени такой дренаж применялся и изучался в работе лишь в зоне осушения в качестве КД, т.е. для отвода излишних вод. Влияние его на почвенные процессы в аридной зоне пока не исследовано ни агрохимическом, ни в техническом плане, хотя проведение таких исследований диктуется насущными потребностями с/х производства, необходимостью успешного развития хлопководства в Туркменистане и странах Средней Азии, что представляет значительный научный и практический интерес.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что на хлопкосеющих староорошаемых уплотненных почвах необходимо проводить комплекс агротехнических мероприятий, направленных на улучшение мелиоративного состояния грунтов. Одним из основных является АД, требования к конструкции и технологии нарезки которого не в полной мере изучены и обоснованы для условий аридной зоны.

Анализ современного состояния АД в аридной зоне показывает, что существующие способы его поведения, применяемое специализированное оборудование, рабочие органы весьма разнообразны и не нашли широкого применения в сельском хозяйстве, т.к. нуждаются в существенном усовершенствовании. Нарезка дренажных полостей сопровождается нарушением естественной структуры и фильтрационной устойчивости окружающей среды из-за ее уплотнения дренеров, при этом полости быстро разрушаются и смыкаются. Наддренная щель, оставляемая вертикальным ножом рыхлителя, остается незаделенной, и поступающая по ней вода приводит к быстрому заиливанию кротовин. Эти отрицательные явления наиболее полно проявляются при строительстве и эксплуатации АД в хлопководческих зонах орошаемого земледелия. Практическая работа по устранению указанных недостатков осложнена отсутствием достаточного полного научного обоснования по выбору оптимальных параметров дренажа и рабочих органов технических средств для его нарезки. Влияние АД на почвенные процессы в аридной зоне в условиях искусственного орошения пока не изучено. Нет достаточного обоснования основных параметров АД, а также технологии его устройства на полях хлопководства с искусственным орошением в аридной зоне.

Для решения поставленной цели необходимо решение следующих задач: разработка методик исследования и обоснования конструкции АД, технических средств для его нарезки; экспериментальные исследования АД, выбор и обоснование и  основных параметров; разработка методики определения устойчивости кротовых полостей и остаточной разрыхленной толщи грунта; определение аккумулирующей способности АД и эффективности использования промывной и поливной воды в зависимости от конструкции и технологии его устройства; выбор рациональных схем и конструкции кротодренажных машин для реализации результатов исследований; оптимизация технология нарезки АД, обеспечивающего качественное улучшение мелиоративного состояния староорошаемых земель и фенологические наблюдения на фоне АД.

Исходя вышеизложенного, агротехнические требования к разрабатываемой конструкции АД и технологии его прокладки в условиях аридной зоны должны учитываться: формирование рабочих полостей /дрен/ с неуплотненными стенками, без разрушения монолитной структуры грунта; достаточно полную и надежную заделку щели, оставляемую ножом кротователя; создание кротователя, способного эффективно нарезать АД с использованием в качестве базовых тракторов наиболее широко распространенных в хлопководческих хозяйствах Туркменистана [1,2].   

 

Литература:

1.      Данатаров А., Сапаров К.Б. Устройство аэрационного дренажа в аридной зоне. Мелиорация и водное хозяйство. Межд. научный журнал №2. Москва. 1994. -с.24-25.

2.      Данатаров А. Технология нарезки аэрационного дренажа и эффективность его работы в условиях аридной зоны. Дис. канд. тех. наук. Киев. -1994. с.4-217.

3.      Джураев А. Глубокое рыхление почвы как средство как средство борьбы с плужной подошвой на хлопковом поле. А/р. дис. канд. сельхоз. Наук. Ташкент. -1966. 20с.

4.      Мухаммеджанов М.В., Сулейманов С. Корневая система  и урожайность хлопчатника. Ташкент. Узбекистан. 1978. –с.328.

5.      Закиров А. Рост, развитие и продуктивность хлопчатника в зависимости от глубокого рыхления и послойного внесения удобрений. А/р. дис.д.с/х.н. Т.-1974. 52с.

6.      Муратов М.М., Байметов Р.И., Бибутов Н.С. Механико-технологические основы и параметры орудий для разуплотнения почвы. – Т: изд. Фан. 1988. –с 3-99.

7.      Костяков А.Н. Основы мелиорации. 6-е изд.,  –М.:Сельхозгиз. 1960. -с.5-622.

8.      Рабочев И.С. Мелиорация засоленных почв. –Ашгабат: Туркмениздат. 1964. –с.8-25.

9.      Шерипов Д.Ш., Гафуров В.К. Мелиоративный режим почв аридной зоны. –Ашгабат: Ылым. 1983. –с.8-102.

10.  Шох А.С. Физико-механические свойства почвы как среды для работы каналокапателя: Труды САИМЭ. – Вып.9. -1972. с.54-62.

 

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle