К вопросу универсализации агромелиоративных машин в условиях Туркменистана

The results of research on the theory and practice of increasing the fertility of irrigated soils, a combination of organic and complex mineral fertilizers can increase soil fertility faster than the use of each type of fertilizer alone. The positive effect of the use of the proposed facility is that it allows the development of soil and fertilizer in its high strength only on the volume of the root system of cultivated with row means the crop, which significantly reduces fuel consumption while preparing the soil for cultivation of this crop in comparison with the continuous loosening field. The positive side of the invention is the fact that the fields with deep tillage is particularly well moistened irrigated waters deeper layers of the soil, the water supply remains stable. Improving water penetration and water regime for deep loosening of soil associated with improved breathability aeration. This set of conditions conducive to the development and improvement of the microbiological activity of soluble nutrients around the root zone of crops.

В статье представлены результаты исследований по теории и практике повышения плодородия орошаемых почв, сочетание органических и комплексных минеральных удобрений способно быстрее поднять плодородие почвы, чем использование каждого вида удобрений в отдельности. Положительный эффект от использования заявляемого объекта заключается в том, что он обеспечивает разработку и удобрение почвогрунта в условиях его высокой прочности только на объём корневой системы возделываемого рядковым способом культурного растения, что существенно снижает расход топлива при подготовке грунта к возделыванию данной культуры по сравнению со сплошным рыхлением поля.

Уменьшение деградации почв и повышение их качества является основой экологической интенсификации агротехнологий. Качество почвы, так же как и урожайность, является сложным понятием, которое трудно определить или измерить. Качество почвы трактуется как способность поддерживать биологическую продуктивность, сохранять окружающую среду, развитие здоровых растений и животных. Не взирая на обширность этого определения, можно согласиться, что поддержание продуктивности растений через оптимальные резервы питательных веществ в почве, способность ее сохранять влагу и благоприятную структуру для роста корней являются теми свойствами, которые влияют на ее экологию. Снижение качества почвы в результате антропогенного воздействия может быть определено как ее деградация. Водная и ветровая эрозии, химическая деградация (включая истощение питательных веществ и закисление почвы, химическое загрязнение) и ухудшение физических свойств почв главные виды ее деградации. Для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы, отвода излишней влаги с поверхности поля и накопления ее в нижних слоях разработаны глубокорыхлители-щелеватели с глубиной обработки 0,6„.0,7 м, а в отдельных случаях до 1 м. Создан также комплекс машин для глубокого рыхления почвы с внесением животноводческих стоков. Глубина заделки жидкого навоза >8 см при глубине рыхления до 80 см. Глубокорыхлители содержат V – образные стойки [6].

Известен способ глубокого рыхления почвы, включающий срезание стружки почвы, с образованием расширяющейся к поверхности зоны рыхления, а срезание каждого из слоев почвы производят с опережением относительно нижележащего слоя почвы. Срезание стружек почвы проводят с одновременным их смещением к центру зоны рыхления под действием результирующей силы, которая направлена под углом

a = 55° ± 10°– b

где: a - угол направления результирующей силы при срезании стружек почвы; b - угол необходимого бокового расширения зоны рыхления почвы на уровне i-той стружки.

Способ осуществляют как при последовательном перемещении в почве рыхлящих элементов, так и при объединении их в единую систему.

Известен также способ глубокого рыхления почвы (патент на изобретение [2]. включающий комплексное воздействие на пласт системы деформаторов с образованием расширяющейся к поверхности зоны рыхления, а зоны рыхления деформаторов совмещены, отличающийся тем, что на пласт воздействуют вертикальным деформатором, обеспечивая между линиями скалывания угол g < 90° - <j₁ где: j₁ - внутренний угол трения в почве к граничной линии зоны рыхления горизонтального деформатора, а вспомогательным и горизонтальными деформаторами воздействуют с получением точки пересечения граничных линий их зон рыхления, лежащей на поверхности поля.

Целью обоих технических решений является повышение качества рыхления почвы путём комплексного воздействия на пласт системы деформаторов с образованием расширяющейся к поверхности зоны рыхления без перемешивания слоев и выноса их на поверхность при совмещении зон рыхления деформаторов.

Способы, приведённые в аналогах, предназначены для рыхления почв, но не решают комплекс проблем, связанных с технологией предпосевной обработки почв с одновременным внесением жидких органоминеральных удобрений в зону рыхления.

Известен способ обработки почвы и посева [3], включающий послойное рыхление пахотного горизонта, последующее внесение удобрений и высев в почву семян. Этот способ обладает существенными недостатками - он малоэффективен и несовершенен при обработке тяжелых суглинистых и черноземных почв. Он сопровождается образованием глыб. Естественно, что сухие глыбы трудно разрушить другими видами обработок. В итоге активно формируется плужная подошва, плохо пропускающая влагу по плоскости среза в нижний корнеобитаемый горизонт. Изменить физическую природу безотвальной обработки почвы, позволяющую выполнять глубокое и качественное крошение почвы, можно тремя способами. Во-первых, если напряжение среза заменить напряжением скола, сдвига, смятия и растяжения, которые разъединяют почвенные комки по линиям минимальных внутренних связей, удерживающих почвенные агрегаты в монолите. Во-вторых, если тяговое усилие, создаваемое машиной и трактором, будет направлено в почве не по линиям резания, как это имеет место у плоскореза, а по значительно большей площади контакта, когда диссипация кинетической энергии происходит более равномерно во всем обрабатываемом объеме почвы. Например, при сдвиге почвенного гребня треугольного или трапецеидального сечения. В третьих, уменьшив зону разрушения и сдвига одним рабочим органом и увеличив их количество на агрегате, получаем равномерно распределению по всей ширине захвата энергию и более качественное крошение, и рыхление почвы. Таким образом, повысить качество обработки сухих и склонных к глыбообразованию почв можно, если в конструкции рабочего органа кроме режущих и оборачивающих элементов включены элементы скола и сдвига частиц относительно друг друга и неподвижного пласта, которые обеспечивают в полном объеме качественное крошение почвы в нижнем слое пахотного горизонта, сепарацию его верхнего слоя, выбрасывание на поверхность поля сорных растений и их проростков, где они теряют контакт с влажной почвой и засыхают. В итоге такая система обработки почвы на глубину до 60 см обеспечивает достаточное накопление и сбережение влаги, создает рациональный пищевой и водно-воздушный режим в корнеобитаемом слое почвы, значительно (на 80-85%) экономит затраты на энергию и горюче-смазочные материалы на производство высоких урожаев основных сельскохозяйственных культур. Применение способа обработки почвы может быть более эффективно реализовано в условиях дефицита влаги в период сева и последующей вегетации культурных растений в зонах достаточного, но неустойчивого увлажнения. Разрушение уплотненного слоя подпочвы, препятствующего проникновению корней в более глубокие горизонты, и подача в нее удобрений резко повышает пищевой режим и улучшает обеспеченность посевов продуктивной влагой.

Наиболее близким по технической сущности аналогом заявляемого изобретения, принятого нами за прототип является способ обработки почвы перед посевом. Способ включает послойное рыхление пахотного горизонта с образованием траншей трапецеидального сечения, заполненных взрыхленной почвой, причём формирование производят путём скола почвы на глубину, оптимальную для данного растения с образованием мелко комковатого слоя в зоне основной массы корневой системы культурного растения и внесения удобрений. Задача этого изобретения - эффективное и качественное крошение почвы на глубину залегания основной массы развитой корневой системы сельскохозяйственных культур, сохранение и накопление влаги, уменьшение эрозии почв от поверхностного стока, снижение затрат на гербициды и горюче-смазочные материалы и гарантированное повышение урожая основных культур, произрастающих в засушливых условиях.

Однако способ, рассмотренный в прототипе, не решает проблему предпосевной обработки тяжёлой, слабопроницаемой почвы, так как в этих условиях, глубокая вспашка на глубину корневой системы растений без специально разработанного способа рыхления, практически невозможна из-за возникающих очень больших тяговых усилий. Кроме того, в прототипе отсутствует единый технологический процесс приготовления питательного раствора органоминеральных удобрений, необходимых растениям при их всходах и в начальной стадии роста, и непосредственного пропитывания питательным раствором рыхлого слоя на всю глубину будущей корневой системы взрослого растения, вносимого одновременно по всей глубине разрыхлённого слоя.

Ещё один технических результат заключается во внесении в только что разрыхлённую почву питательного раствора, содержащего полный комплект органоминеральных удобрений, необходимых высаживаемому растению на начальной стадии роста.

Устанавливают норму подачи питательного раствора на погонный метр разрыхлённого грунта в количестве 10 литров. При этом площадь промачиваемого грунта на поверхности пахотного горизонта составляет 0,45 - 0,50 м. Используя вышеприведённые нормы, определяют состав питательного раствора применяемого для пропитки всей толщи разрыхлённой почвы при её траншейном рыхлении на всю глубину корнеобитаемого слоя. В результате пересчёта устанавливают концентрацию органических и минеральных удобрений в одном литре питательного раствора, он составляет: количество жидкого навоза 0,50 - 0,60 кг/л; количество азотных удобрений (в пересчёте на азот N) 0,45 - 0,50 г/л; количество фосфорных удобрений (в пересчёте на Р₂О₅) 0,45 - 0,50 г/л; количество солей калия 0,05 - 0,10 г/л.

Питательный раствор готовится в оборудованной химической лаборатории на ферме вблизи полей и развозится по агрегатам, осуществляющим подготовку почвы под высев хлопчатника. При этом, в результате внесения комплексных удобрений происходит формирование благоприятного водного, воздушного, теплового, светового и пищевого режима в почве за счёт её глубокого рыхления с одновременным внесением жидких органоминеральных удобрений на всю глубину разрыхлённого корнеобитаемого слоя. При этом, уменьшается расход горючих материалов за счёт замены сплошного рыхления поля на локальное траншейное рыхление, ограниченное глубиной корнеобитаемого слоя в зоне рядкового посева хлопчатника (например, рядковый посев хлопчатника с междурядьем 90 см).

Таким образом, процесс рыхления почвы под рядковый посев хлопчатника должен производиться на глубину 50 см, причём верхний клин-деформатор должен проходить на глубине 35 см от горизонта иметь ширину 35 см, а ширина нижнего клина-деформатора должна составлять 20 см. В результате, в плотной почве образуется трапецеидальная, расширяющаяся к верху траншея, глубиной 50 см, шириной, понизу 20 см и шириной по верху 50-55 см, заполненная комьями разрыхлённой почвы. Причём, готовый, приготовленный в стационарных условиях питательный раствор, доставляется на поле и заливается в агрегат, который осуществляет реализацию на практике заявляемый способ предпосевной обработки тяжёлой, малопроницаемой почвы под культуру рядкового посева в условиях орошения [4,5].

Таким образом, сочетание органических и комплексных минеральных удобрений способно быстрее поднять плодородие почвы, чем использование каждого вида удобрений в отдельности. Положительный эффект от использования заявляемого объекта заключается в том, что он обеспечивает разработку и удобрение почвогрунта в условиях его высокой прочности только на объём корневой системы возделываемого рядковым способом культурного растения, что существенно снижает расход топлива при подготовке грунта к возделыванию данной культуры по сравнению со сплошным рыхлением поля.

Положительной стороной изобретения является также то, что на полях с глубокой обработкой почвы особенно хорошо увлажняются поливными водами глубокие слои почвы, устойчиво сохраняется водный запас. Улучшение водопроницаемости и водного режима при глубоком рыхлении почвы связано с улучшением воздухопроницаемости аэрации. Этот комплекс условий благоприятствует развитию микробиологической деятельности и улучшению количества растворимых питательных веществ во всём корнеобитаемом слое культурных растений.

Литература:

1. Борисенко, И. Б. Совершенствование ресурсосберегающих и почвозащитных технологий и технических средств обработки почвы в острозасушливых условиях Нижнего Поволжья. Диссертация доктора технических наук. Волгоград 2006. С. 4-402.

2. RU №2136129 С1, 10.09.1999. Способ глубокого рыхления почвы Автор(ы): Дьяченко Г.Н., Мозговой Ю.И., Дьяченко А.Г., Соловьев С.Г. Заявка: 98105868/13, 26.03.1998. Опубликовано: 10.09.1999

3. SU 1572439 А1, 23.06.1990 Способ обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур. Автор(ы): Руцкой А.В., Котельников В.Я. Заявка: 2000129184/13, 21.11.2000. Опубликовано: 10.02.2003

4. Пат. №11/101144 Способ предпосевной обработки тяжелой малопроницаемой почвы под культуру рядкового посева в условиях орошения. Автор(ы): А. Данатаров, С.Ч. Ашыров, Б.Д. Тораев, К.Мухамметмырадов, М.К. Абылов (TM), 2011.

5. Пат. №11/101145 Комбинированное устройство для глубокого рыхления грунта с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений. Автор(ы): А. Данатаров, С.Ч. Ашыров, Б.Д. Тораев, Х. Назаров, К. Мухамметмырадов, М.К. Абылов (TM), 2011.

6. Максименко, В. П. Комплексная мелиорация уплотненных почв на орошаемых землях Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора с\х наук. Москва – 2011. С.46.