CC BY
88
УДК 631.51.01
АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА НОВОГО СПОСОБА БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ЭРОЗИОННО-ОПАСНЫХ ПОЧВ
А.Р. ВАЛИЕВ, кандидат технических наук, доцент Ю.И. МАТЯШИН, доктор технических наук, зав. кафедрой
Р.И. САФИН, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Казанский ГАУ E-mail: ayratvaliev@mail.ru
Резюме. Проведен аналитический обзор состояния и намечены перспективы развития безотвальной обработки эрозионно-опасных почв. Предложен новый способ и устройство для безотвальной обработки склоновых земель. Раскрыты перспективы использования нового способа при обработке указанных земель.
Ключевые слова: почва, безотвальная обработка, эрозия почвы.
Эрозия - наиболее широко распространенный процесс разрушения почвенного покрова, включающий вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В результате ее развития из хозяйственного оборота ежегодно выводится большое количество пашни [1, 2].
Одна из главных причин эрозии почвы - интенсивное рыхление. С целью её уменьшения применяют новые системы и технологии. Минимизация числа операций достигается путем исключения необоснованных элементов технологии, выполнения нескольких операций за один проход, замены механических операций по уничтожению сорняков химическими средствами.
Цель представленной работы - провести сравнительную агротехническую оценку нового способа безотвальной обработки эрозионно-опасных почв машиной с ротационно-колебательными рабочими органами.
Условия, материалы и методы. Систему обработки почвы и соответствующие машины и орудия выбирают, прежде всего, с учетом почвенно-климатических условий [3, 4, 5]. Все более распространенным становится ее безотвальное рыхление культиваторами-плоскорезами и чизельными глубокорыхлителями.
Агротехнические противоэрозионные мероприятия направлены на ослабление поверхностного стока и перевода его во внутрипочвенный. Решение этой задачи в существующих системах достигается путем использования отвальной обработки почвы по горизонталям («контурное» земледелие); плоскорезной обработки; безотвальной обработки почвы плугами Т.С. Мальцева и СибИМЭ; чизельной и нулевой обработок.
Агротехническую оценку нового способа безотвальной обработки почвы, в сравнении с плоскорезным рыхлением, проводили в 2007-2008 гг на двух агрофонах -многолетние травы третьего года пользования и естественные кормовые угодья (сенокосы). Исследования осуществляли совместно с учеными кафедры защиты растений и селекции. В ходе экспериментов учитывали следующие показатели: плотность и влажность почвы в динамике (с 15 мая по 15 сентября), сохранение стерни, крошение почвы, глубина обработки, вспушенность, водопроницаемость, общий запас воды в почве.
Результаты и обсуждение. Анализ существующих способов обработки эрозионно-опасных почв показал, что использование их имеет ряд существенных недостат-
ков. При отвальной вспашке из-за разрушения структуры и уничтожения растительных остатков (стерни) поверхностный сток талых вод существенно возрастает, что может привести к усилению эрозии. При безотвальной обработке - стерня частично сохраняется, однако происходит дифференциация пахотного слоя как по гранулометрическому составу, так и по пищевому режиму. При плоскорезном рыхлении - в верхнем слое (0...5 см) накапливаются вредители и возбудители болезней, усиливается засоренность, происходит дифференциация пахотного слоя, развиваются анаэробные процессы. При прямом посеве негативные процессы, характерные для безотвальной и плоскорезной обработок, усиливаются. Общее свойство всех способов обработки эрозионно-опасных почв - механическое воздействие в основном горизонтально установленными рабочими органами в направлении параллельном поверхности почвы, что также увеличивает опасность стока почвенной и поверхностной влаги.
В Казанском ГАУ разработан новый способ обработки склоновых земель [6]. Он отличается тем, что воздействие на почву осуществляется в направлении почти перпендикулярном ее поверхности. Оно происходит путем вертикального или наклонного разреза пахотного слоя режущей частью лопатообразных рабочих органов на глубину до 30 см. При этом надрезы располагаются в шахматном порядке, что исключает формирование сплошных линий, по которым мог бы идти поверхностный сток и резко уменьшает опасность развития эрозионных процессов. После образования надреза пласт перемещается вверх. При этом происходит небольшое разрыхление нижнего слоя обрабатываемого горизонта, что увеличивает его способность к поглощению внутрипочвенной влаги. Затем отрезанный пласт без оборота возвращается на свое место.
Для осуществления предложенного способа безотвальной обработки почвы на кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка Казанского ГАУ разработано принципиально новое орудие с ротационно-колебательными рабочими органами [5, 6] (рис.1).
В ходе агротехнической оценки эффективности нового способа мы установили, что в течение лета влажность почвы была наибольшей на участках, обработанных орудием с ротационно-колебательными рабочими органами (см. табл.). Самая низкая величина этого показателя отмечена в контроле. В результате запас влаги в почве в среднем за период с 15 мая по 15 сентября
Рис. 1. Макетный образец рыхлителя для безотвальной обработки почвы с ротационно-колебательными рабочими органами (патент РФ №2321195).
Таблица. Агротехнические показатели при оценке различных способов безотвальной обработки почвы__________________________________________
Вариант опыта
Показатель ротационно- плоско- контроль
колебательные резная ее з о ра а> 1
рабочие органы лапа ботки)
Влажность почвы по слоям, %:
0.10 см 28 24 18
10.20 см 32 28 20
20.30 см 34 30 22
Общий запас воды, м3/га 1370 1190 965
в том числе в слое 0.10 см 380 336 270
10.20 см 465 374 320
20.30 см 525 480 375
Плотность почвы, г/см3 (средняя в слое 0.20 см) 1,45 1,50 1,60
Водопроницаемость, мм/мин 1,15 1,0 0,9
Режим работы:
скорость движения, км/ч 4 4,1
подача на один рабочий орган, см 20
глубина обработки, см 20 19,5 -
Сохранение стерни, % 90 85 100
Степень аэрации почвы, % 90 70 -
Крошение почвы, % 85 70 -
Вспушенность, % 25 15 -
Твердость почвы, МПа 0,25 0,25 0,30
2007-2008 гг на участке, обработанном экспериментальным агрегатом, составил 1370 м3/га, в варианте с культиватором-плоскорезом - 1190 м3/ га, а в контроле - 965 м3/га. Таким образом, рыхление многолетних трав экспериментальным агрегатом с ротационно-колебательными рабочими органами увеличило запас влаги, по сравнению с контролем, на 42 %, плоскорезом - на 24 %. На наш взгляд, сложившаяся ситуация объясняется различиями водного режима почвы при разных способах обработки (рис. 2). При использовании новой машины перемешивания пласта не происходит, отмечается только рыхление пахотного горизонта в связи с чем улучшаются распределение атмосферной влаги и капиллярное движение воды. Из-за того, что воздействие рабочих органов осуществляется перпендикулярно поверхности почвы обеспечивается сохранение стерни на уровни 90 % от первоначального. Кроме того, дно бо-
вание уплотненного слоя на глубине хода рабочих органов («подошвы»), препятствующего перемещению воды в нижние горизонты, что характерно для плоскорезной обработки существующими орудиями.
Еще одна особенность новой машины заключается в том, что при ее проходе по полю рабочие органы совершают колебательные движения вниз-вверх и против направления движения агрегата, образуя щели (кротовины), в которых аккумулируется почвенная влага. В зависимости от подачи на один рабочий орган в пределах 10...30 см машина делает 200...600 тыс. кротовин на 1 га. Это позволяет задерживать от 40 до 120 м3 воды на 1 га и предотвращать сток влаги и смыв почвы. Одновременно обес-
печивается доступ кислорода в почву и, следовательно, создаются лучшие условия для развития аэробных микроорганизмов и процессов минерализации органических веществ.
Плотность почвы во всех вариантах находилась в пределах 1,4...1,6 г/см3, что оптимально для развития многолетних трав. По другим агротехническим показателям параметры процесса, выполняемого рыхлителем с ротационно-колебательными рабочими органами, также отвечают установленным требованиям.
Кроме того, в ходе исследований было выявлено, что поскольку горизонтальная сила при отрезании пласта совпадает с направлением движения трактора, создается подталкивающее усилие агрегату, которое снижает буксование его движителя на 75.80 %.
Выводы. Новый способ безотвальной обработки почвы машиной с ротационно-колебательными рабочими органами имеет существенные преимущества по основным агротехническим показателям, по сравнению с плоскорезной обработкой, и служит эффективным приемом повышения противоэрози-онной устойчивости почв в условиях почвозащитного земледелия. Благодаря его освоению возможно включение в хозяйственный оборот более 500 тыс. га эрозионно-опасных, смытых и склоновых земель.
Рис. 2. Водный режим почвы при различных способах обработки: 1 - плоскорезная; 2 - отвальная; 3 - новый способ.
розды получается ступенчатым, исключается образо-
Литература.
1. Корчагин В.А., Новиков В.Г. Почвозащитные и влагосберегающие технологические комплексы возделывания зерновых культур в сухостепных районах среднего Заволжья // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - № 8. - С. 12-14.
2. Сабиров А.М., Хабибуллин Г.Г., Барилова Л.З. Состояние эрозионных процессов в Республике Татарстан. // Вестник Казанского ГАУ. - 2008. - Т. 10. - № 4. - С. 111-114
3. Мареев В.Ф., Манюкова И.Г., Латыпов Ф.Х. Влияние минимализации основной обработки почвы на свойства почвы и урожайность озимой ржи в условиях Предкамья Республики Татарстан. // Вестник Казанского ГАУ. - 2009. -Т.11. - № 1. - С. 110-114
4. Кираев Р.С., Сираев М.Г. Совершенствование системы обработки почвы в Башкортостане / Р.С. Кираев, // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - № 11. - С. 39-42.
5. Каштанов А.Н., Заславский М.Н. Почвоводоохранное земледелие /А.Н. Каштанов,. - М.: Россельхозиздат, 1984. - 462 с.
6. Матяшин Ю.И., Сафин Р.И., Матяшин А.В. Способ основной обработки склоновых эрозионно-опасных и смытых почв // Труды инженерных факультетов Казанского ГАУ. - Том 73. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2006. - С. 111-117.
7. Техническое обеспечение инновационных технологий в растениеводстве: Учебное пособие / Ю.И. Матяшин, Б.Г. Зиган-шин, А.Р. Валиев и др.; по ред. Д.И. Файзрахманова. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2009. - 220 с.
8. Патент 2321195 РФ, МПК А01В 11/00. Почвообрабатывающее орудие для безотвальной обработки почвы / Ю.И. Матяшин, А.В. Матяшин, И.М. Салахов и др. - Заявлено 13.10.2005. Опубл. 10.04.2008. Бюл. № 10.
AGROTECHNICAL ESTIMATION OF NEW WAY OF NON MOLDBOARD CULTIVATION OF EROSION-
DANGEROUS SOIL
A.R. Valiev, Y.I. Matyashin, R.I. Safin
Summary. The analytical review of the condition is carried out and development prospects of non moldboard cultivation of erosion-dangerous soils are planned. The new way and the new device for non mold board cultivation of slop lands is offered. Prospects of use of a new way at processing the specified lands are opened.
Key words: soil, non mold board cultivation, land erosion.
УДК 631.344.8
ИННОВАЦИОННАЯ КОНЦЕПЦИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ РАСТЕНИЙ
кандидат технических наук, зав. ка-
кандидат сельскохозяйственных
И.Г. МИНАЕВ федрой
A.Г. МОЛЧАНОВ наук, доцент
B.В. САМОЙЛЕНКО, аспирант Ставропольский ГАУ E-mail: kach-stgau@mail.ru
Резюме. Концептуально новое направление исследований в сфере оптимизации факторов среды обитания растений в теплице, предложенное в статье, перспективно для создания энергосберегающих технологий возделывания овощных культур в защищенном грунте. Разработка и внедрение в практику новых технических средств для реализации этой концепции позволит улучшить качество и увеличить количество продукции, производимой в сооружениях защищенного грунта. Ключевые слова: теплица, энергосберегающая технология, фотосинтез, микроклимат, освещенность.
Вопрос создания отечественных технологий на базе интенсивной экологически безопасной безотходной энергосберегающей технологии производства рассады и выращивания взрослой культуры в теплицах сегодня особенно актуален [1].
Возделывание светолюбивых растений в зимних теплицах сопряжено с определенными сложностями. Это прежде всего относится к созданию управляемого и контролируемого микроклимата.
Основные факторы микроклимата, от которых зависит урожайность, - температура и влажность воздуха и почвы, концентрация углекислоты, облученность растений [2].
Соблюдение заданных параметров микроклимата, что особенно важно при выращивании рассады свето- и теплолюбивых культур, связано с большими затратами тепловой и электрической энергии. Их снижение - актуальная задача, которая стоит перед учеными и технологами.
Перспективна в этом смысле разработка более со-
вершенных способов и режимов регулирования факторов среды обитания растений. На сегодняшний день сложилось устойчивое мнение практиков о том, что нужно регулировать температуру и влажность воздуха и почвы. А вот уровень искусственной облученности в течение светового периода суток остается неизменным. Хотя известно, что свет - это мощный фактор, воздействующий на метаболизм растений. Следовательно, разработке режимов регулирования микроклимата должны предшествовать глубокие биологические исследования, направленные на выявление ответных реакций растительного организма на воздействие отдельными и, что особенно важно, комплексом факторов.
Положительное влияние переменного облучения на накопление сухого вещества отмечали В.М. Леман [3] и Б.С. Мошкова [4], которые указывали на более энергичное прохождение в таких условиях ряда физиологических процессов у рассады огурцов. Например, интенсивность фотосинтеза возрастала в 2-3 раза, а содержание хлорофилла - в 1,5-2 раза.
В связи этим цель наших исследований - разработка инновационной концепции регулирования факторов
Рис. 1. Фитотехническая система.
Достижения науки и техники АПК, №09-2010
