Влияние глубокого рыхления при формировании гребней на агрегатный состав почвы

В статье представлены основные результаты экспериментальных исследований влияния глубокого рыхления при формировании гребней на агрегатный состав почвы. В процессе исследований определялись показатели характеризующие агрегатный состав, плотность, твердость и влажность почвы по слоям, на всю глубину обработки до и после формирования гребневой поверхности экспериментальным культиватором окучником-глубокорыхлителем с новым рабочим органом. В результате исследований установлено, что использование при нарезке гребней ярусной конструкции окучивающего рабочего органа на упругой стойке позволяет добиться существенного улучшения агрегатного состава почвы в гребне (особенно в нижнем слое почвы 20–30 см). Его применение обеспечило снижение массовой доли агрегатов от 25 мм до 100 мм в среднем по всем слоям обработки почвы на 36 % и увеличение массовой доли почвы по фракциям от 10 мм и до 25 мм на 8,4 % и от 0 до 10 мм на 6,1 % соответственно. Такое изменение структуры почвы позволило значительно выровнять агрегатный состав почвы по слоям, приблизив его к оптимальному.

Ключевые слова: глубокое рыхление, нарезка гребней, ярусный рабочий орган, упругая стойка, агрегатный состав, плотность, твердость, влажность

При воздействии на почву почвообрабатывающих орудий происходит не только процесс пространственного перемещения того или иного слоя, но и расчленения почвенной массы на структурные элементы агрегата.Влияние механической обработки не однозначно. В зависимости от гранулометрического состава, содержания гумусовых веществ, применяемого орудия, влажности почвы и других условий, при которых производится обработка, могут преобладать создание или разрушение агрегатов. Больше того, на одной и той же почве применением данного орудия можно получить глыбистые структурные отдельности и слитую массу в зависимости от того, при какой влажности произведена обработка. Существует интервал влажности, в пределах которого перемешивание почвы ведет к образованию мелкокомковатых или зернистых агрегатов. Следовательно, обрабатывая почву соответствующими орудиями при определенной влажности, можно существенно улучшить ее структурное состояние.

В целом, почвы с оптимальной структурой содержат около 80 % воздушно-сухих агрегатов размеров 0,25–10 мм, 70 % массы почвы водоустойчивых, хорошей — соответственно 80–60 и 70–55 % удовлетворительной -60–40 и 55–40, неудовлетворительной -40–20 и 40–20 и плохой, когда воздушно-сухих и водопрочных агрегатов меньше 20 % [1].

Основные искусственные факторы уплотнения почвы: тяжелые сельскохозяйственные машины и тракторы, транспортные средства, удельное давление которых превышает 0,8 кг/см² (и масса которых постоянно увеличивается), недостаточная глубина рыхления, возделывание почвы избыточной влажности, недостаточное внесение в почву органического вещества, не оптимальная система минерального удобрения, не соответствующие севообороты, внедрение монокультуры и т. д.

В настоящее время вместо традиционной вспашки всё чаще находит применение минимальной обработки, плоскорезные, чизельные и другие орудия, которые не оборачивают почву. Применительно к структуре глубокая плужная обработка явно себя не оправдывает. В нижней части пахотного слоя не лучшие, а худшие условия для вовлечения пылеватых и песчаных почв в агрегаты. Поэтому периодическое примешивание этого слоя почвы в пашню не является столь уж важным аргументом в пользу частого использования глубокой плужной обработки. В то же время поверхностные и безотвальные обработки, сдерживая темпы минерализации органических веществ, косвенным образом содействуют укреплению структурного состояния верхних горизонтов почвы [2].

Структура почв динамична, поскольку на неё действуют факторы, которые вызывают как разрушение, так и образование структурных агрегатов. Состояние оструктуренности почвы зависит от того, действие каких факторов преобладает. Так, структурные комочки разрушаются при механическом действии орудий во время обработки и других машин, которые перемещаются по полю, от удара дождевых капель, при вытеснении почвенного поглощающего комплекса кальция, минерализации гумуса и т. д.

Одним из способов оптимизации агрегатного состава почвы является использование гребневой технологии посадки овощных культур и картофеля. В условиях Северо-Западного региона (зоне повышенного увлажнения) РФ для создания оптимального агрегатного состава почвы для дальнейшего роста растений глубокое рыхление при формировании гребней является эффективным приемом [3].

При проведении исследований для формирования гребней использовали экспериментальный культиватор окучник-глубокорыхлитель с новым рабочим органом (рис. 1). Для обеспечения возможности глубокого рыхления при нарезке гребней был разработан новый окучивающий корпус на упругой стойке (рис. 2), позволяющий увеличить глубину обработки до 30 см. До проведения экспериментальных исследований были произведены замеры основных параметров состояния почвы после вспашки и дискования поля (твердость, влажность, плотность, агрегатный состав почвы) [4], которые представлены в таблице 1.

Рис. 2. Корпус окучивающий на упругой стойке: 1 — стойка упругая; 2 — корпус окучивающий; 3 — лапа стрельчатая ярусная

Для проведения исследований была осуществлена нарезка гребней культиватором окучником-глубокорыхлителем в агрегате с трактором МТЗ-82 (рис. 3). После нарезки гребней определялся агрегатный состав почвы в гребнях по слоям 0–10 см, 10–20 см и 20–30 см.

Таблица 1

Основные параметры состояния почвы до проведения экспериментальных исследований (тип почвы средний суглинок)

Рис. 3. Нарезка гребней экспериментальным культиватором окучником-глубокорыхлителем с новым рабочим органом

Основные результаты экспериментальных исследований влияния глубокого рыхления при нарезке гребней на водно-воздушный режим почвы представлен в таблице 2 и 3.

Таблица 2

По результатам проведенных экспериментальных исследований выявлено, что новый окучивающий корпус на упругой стойке культиватора окучника-глубокорыхлителя позволил обеспечить лучшее качество крошения почвы при нарезке гребней. Его использование снизило массовую долю агрегатов от 25 мм до 100 мм в среднем по всем слоям обработки почвы на 36 % и увеличило массовую долю почвы по фракциям от 10 мм и до 25 мм на 8,4 % и от 0 до 10 мм на 6,1 % соответственно.

Таким образом, использование при нарезке гребней ярусной конструкции окучивающего рабочего органа на упругой стойке, обеспечивающую обработку почвы на всю глубину пахотного слоя, позволяет добиться существенного улучшения агрегатного состава почвы в гребне (особенно в слое почвы 20–30 см). Такое изменение структуры почвы, для зон повышенного увлажнения, позволило значительно выровнять агрегатный состав почвы в гребне по слоям, приблизив его к оптимальному.

Литература:

1. Качинский Н. А. Физика почв/Н. А. Качинский — М., 1965 — Т.1–2.
2. Медведев В. В. Структура почвы (методы, генезис, квалификация, эволюция, география, мониторинг, охрана) Харьков, изд-во «13 типография», 2008 г. — 406 с.
3. Сергеев A. B., Муравьев Д. В. Обоснование параметров культиватора-окучника растениепитателя к трактору класса 0,6 для фермерских и личных крестьянских хозяйств. Тезисы доклада на 25 научно-производственной конференции профессорско-преподавательского коллектива, посвященной 50-летию Ижевского СХИ, г.Ижевск, 1993 г.
4. Литвинов С. С. Методика полевого опыта в овощеводстве. РАСН, ГНУ ВНИИО. Москва, 2011 г.