В статье представлены основные результаты экспериментальных исследований влияния глубокого рыхления при формировании гребней на пористость почвы. В процессе работы проводились экспериментальные исследования по определению показателей плотности, влажности и пористости почвы по слоям, на всю глубину обработки до и после формирования гребневой поверхности экспериментальным культиватором окучником-глубокорыхлителем с изменением этих показателей во времени. В результате исследований установлено, что использование при нарезке гребней ярусной конструкции окучивающего рабочего органа на упругой стойке позволяет добиться существенного улучшения водно- воздушного режима почвы в гребне. Разработанная конструкция рабочего органа позволила добиться средней пористости в гребне 54,6 %. Такое изменение структуры почвы для зон повышенного увлажнения позволило повысить пористость почвы в гребне на 7…8 %, приблизив ее к оптимальному показателю (55…60 %).
Ключевые слова: режим почвы, пористость, глубокое рыхление, нарезка гребней, рабочий орган, упругая стойка, влажность, плотность
Для роста развития растений вода и воздух в почве должны находиться в определенном соотношении. Создание благоприятных условий для почвообразовательных процессов зависит от поступления в почву воды и воздуха, их передвижения и расходования, т. е. от водно-воздушного режима. Обмен воздуха в почве зависит в основном от наличия в ней крупных некапиллярных пор (пористости почвы). От величины пористости также зависит водопроницаемость почвы, т. е. способность впитывать и пропускать через себя воду. Увеличение общей пористости способствует повышению влагоемкости, улучшает газообмен с атмосферой, что имеет важное значение для интенсификации биологических процессов в почве.
Оптимальной пористостью для культурного пахотного слоя считают 55–65 % объема почвы, удовлетворительной -50–55 % и неудовлетворительной — менее 50 %. Увеличение общей пористости и уменьшение плотности способствуют более глубокому увлажнению почвы после дождей и более эффективному использованию осадков летнее-осеннего периода, а более глубокая пропитка способствует накоплению запасов влаги в почве и обеспечивает производительное использование осадков в этот период. С увеличением общей пористости и уменьшением плотности улучшается воздушный режим почвы и более благоприятно для растений складывается соотношение между водой и воздухом [1].
Одним из способов улучшения водно-воздушного режима почвы является использование гребневой технологии посадки овощных культур и картофеля. В условиях Северо-Западного региона (зона повышенного увлажнения) РФ для создания оптимальной пористости для дальнейшего роста растений эффективным приемом является глубокое рыхление.
При проведении исследований использовали два варианта формирования гребней: традиционная — культиватором КНО-2,8, и экспериментальная — культиватором окучником-глубокорыхлителем КОР-2,8. Для обеспечения возможности глубокого рыхления при нарезке гребней был разработан новый окучивающий корпус на упругой стойке (рис. 1), позволяющий увеличить глубину обработки до 25 см [2]. До проведения экспериментальных исследований были произведены замеры основных параметров состояния почвы после вспашки и дискования поля (твердость, влажность, плотность, агрегатный состав почвы) [3,4], которые представлены в таблице 1. Для проведения исследований на первом этапе была осуществлена нарезка гребней культиваторами КНО-2,8 и КОР-2,8 в агрегате с трактором МТЗ-82 (рис. 2 и 3). После нарезки гребней определялись следующие показатели: влажность, плотность, почвы в гребнях по слоям 0–10 см, 10–20 см и 20–30 см и пористость [3,4]. На втором этапе (через 7 и 14 календарных дней) снова определялись такие же показатели.
Рис. 1. Корпус окучивающий на упругой стойке: 1- стойка упругая; 2- корпус окучивающий; 3- лапа стрельчатая ярусная
Основные параметры состояния почвы до проведения экспериментальных исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1
Основные параметры состояния почвы до проведения экспериментальных исследований (тип почвы средний суглинок)
|
Слой почвы, см |
Твердость почвы, МПа |
Влажность, % |
Плотность, г/см3 |
Массовая доля почвы по фракциям,% |
|||
|
фракция, мм |
|||||||
|
до 10 |
свыше 10 до 25 |
свыше 25 до 50 |
свыше 50 до 100 |
||||
|
0–10 10–20 20–30 |
0,48 1,5 2,4 |
19,95 25,57 27,42 |
0,907 0,967 1,024 |
60,1 58,5 62,0 |
26,1 23,7 22,0 |
7,7 6,0 7,9 |
6,0 11,8 8,0 |
Рис. 2. Нарезка гребней культиватором КНО-2,8
Рис. 3. Нарезка гребней экспериментальным культиватором окучником-глубокорыхлителем КОР-2,8
Основные результаты экспериментальных исследований влияния глубокого рыхления при нарезке гребней на водно-воздушный режим почвы представлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2
Результаты обработки данных опытов по определению влажности и плотности почвы
|
Условия проведения опытов |
Среднее значение |
|||||
|
Влажность,% |
Плотность, г/см3 |
|||||
|
Слой почвы |
||||||
|
0–10 |
10–20 |
20–30 |
0–10 |
10–20 |
20–30 |
|
|
Гребни после нарезки культиватором КНО-2,8 (1 этап) |
18,46 |
24,05 |
27,5 |
0,894 |
1,024 |
1,018 |
|
Гребни после нарезки культиватором КОР-2,8 (1 этап) |
17,9 |
23,2 |
25,28 |
0,865 |
1,008 |
1,127 |
|
Гребни после нарезки культиватором КНО-2,8 (2 этап, через 14 дн.)) |
15,61 |
22,84 |
26,6 |
0,946 |
1,030 |
1,012 |
|
Гребни после нарезки культиватором КОР-2,8 (2 этап, через 14 дн.)) |
14,21 |
22,2 |
25,9 |
0,907 |
1,02 |
1,098 |
Таблица 3
Результаты обработки данных опытов по определению пористости почвы
|
Условия проведения опытов |
Пористость (средняя арифметическая) |
Коэффициент вариации пористости,% |
Оценка состояния |
|
Поле после весенней вспашки и дискования (1 этап) |
46,0 |
4,35 |
неудовл. |
|
Гребни после нарезки культиватором КНО-2,8 (1 этап) |
47,3 |
8,80 |
неудовл. |
|
Гребни после нарезки культиватором КОР-2,8 (1 этап) |
54,67 |
5,83 |
удовл. |
|
Гребни после нарезки культиватором КНО-2,8 (2 этап, через 7 дн.) |
45,7 |
6,7 |
неудовл. |
|
Гребни после нарезки культиватором КОР-2,8 (2 этап, через 7 дн.) |
50,1 |
4,5 |
удовл. |
|
Гребни после нарезки культиватором КНО-2,8 (3 этап, через 14 дн.) |
43,0 |
2,33 |
неудовл. |
|
Гребни после нарезки культиватором КОР-2,8 (3 этап, через 14 дн.) |
47,3 |
8,80 |
неудовл. |
В результате проведенных исследований, сравнивая показатели влажности и плотности по слоям почвы (таблицы 1 и 2) можно сделать следующий вывод: показатели влажности после нарезки гребней различными культиваторами уменьшаются по всем слоям почвы в процессе опытов. При этом влажность после нарезки гребней экспериментальным культиватором КОР-2,8 уменьшилась в среднем по слоям почвы на 4–8 % по сравнению с культиватором КНО-2,8. Изменение же показателей плотности почвы во всех опытах незначительное, в пределах 2–3 %, при этом оптимальные показатели плотности для различных сельскохозяйственных культур в гребне должны составлять 1,1–1,3 г/см3 [1]. Оптимальная плотность почвы зависит от влагообеспечения: чем выше влажность почвы, тем меньше оптимальная плотность. Данные опытов показывают, что для посадки, например овощных культур (моркови столовой, свеклы столовой) требуется уплотнение гребня, т. е. операция прикатывания и формирования поверхности гребня.
При проведении исследований установлено, что показатели пористости почвы поля после вспашки и дискования и после нарезки гребней (первый этап) культиватором КНО-2,8 являются неудовлетворительными, а показатели пористости почвы после экспериментального культиватора окучника-глубокорыхлителя КОР-2,8 удовлетворительными (ближе к оптимальному). Повторный замер этих же показателей через 7 дней выявил снижение пористости почвы в гребне в обоих опытах. При этом пористость в гребнях, нарезанных культиватором КОР-2,8 находилась в удовлетворительном состоянии, а гребни, нарезанные культиватором КНО-2,8 требовали междурядной обработки. Опыты, проведенные через 14 дней после нарезки гребней показали снова снижение показателей пористости в обоих случаях, состояние показателей неудовлетворительное, что говорит о необходимости междурядной обработки.
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 водно-воздушного режима почвы в гребне. Данная конструкция рабочего органа позволила добиться средней пористости в гребне 54,6 %. Обычный окучивающий рабочий орган культиватора КНО-2,8 обеспечивает пористость 47 %. Такое изменение структуры почвы для зон повышенного увлажнения позволило повысить пористость почвы в гребне на 7…8 %, приблизив ее к оптимальному показателю (55…60 %).
Литература:
- Медведев В. В. Структура почвы (методы, генезис, квалификация, эволюция, география, мониторинг, охрана) Харьков, изд-во «13 типография», 2008 г. — 406 с.
- Муравьев A. B.. Клейн В. Ф., Сергеев A. B. Результаты экспериментального исследования рабочих органов на упругих стойках. Сборник научных трудов НИПТИМЭСХ НЗ, вып.61, С.-Петербург, 1992.
- Качинский Н. А. Физика почв/Н. А. Качинский — М., 1965 — Т.1–2.
- Литвинов С. С. Методика полевого опыта в овощеводстве. РАСН, ГНУ ВНИИО. Москва, 2011 г.
