CC BY
30
7. Rost i razvitie tsyplyat broylerov pri vklyuchenii v ratsion dioksida kremniya i bioflavonoida / P.P. Donskikh, E.S. Bas, A.A. Isachenko, V.N. Minchenko, E.V. Gorshkova, E.E. Adel'geym, L.V. Tkacheva // Nauchnye problemy proizvodstva produktsii zhivotnovodstva i uluchsheniya ee kachestva: materialy XXXIII nauchno-prakticheskoy konferentsii studentov i aspirantov. Bryansk: Izd-vo Bryanskogo GAU, 2017.-S.98-101.
8. Podobed L.I. Biodostupnyy kremniy - novaya stupen' v razvitii sel'skogo khozyaystva. Aprel' 2013g. http: //tdcvt.ru/podobed-l-i-biodostupnyiy-kremniy-novaya-stupen-v-razvitii-selskogo-hozyaystva/
9. Torshkov A.A. Gematologicheskie pokazateli broylerov pri primenenii «Ekostimula-2» // Izvestiya OGAU. 2012. № 35-1. URL: http: // cyberleninka.ru/article/n/gematologicheskie-pokazateli-broylerov-pri-primenenii-ekostimula-2 (data obrashcheniya: 17.05.2017).
10. Torshkov A.A. Kachestvennye pokazateli myasa broylerov pri ispol'zovanii bioflavonoidov // Sov-remennye problemy nauki i obrazovaniya. 2011. № 2.; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=4601 (data obrashcheniya: 19.09.2016).
11. Prirodnye kormovye dobavki «Ekostimul» i «Arabinogalaktan» v ekologii, produktivnom ispol'zovanii zhivotnykh i ptitsy i kombikormovoy promyshlennosti / Yu.P. Fomichev, L.A. Nikanova, A.A. Torshkov, R.V. Kleymenov, G.V. Dovydenkov, A.A. Romanenko, S.A. Lashin, E.I. Reshetnik. Dubrovitsy: VIZh, 2010.
12. Kalita T.G., Minchenko V.N. Vliyanie kormovoy dobavki «Ekostimul-2» na rost i razvitie telyat v usloviyakh radioaktivnogo zagryazneniya // Aktual'nye problemy veterinarii i intensivnogo zhivotnovodstva: sbornik nauchnykh trudov nauchno-prakticheskoy konferentsii posvyashchennoy pamyati doktora veteri-narnykh nauk, professora Tkacheva A.A. Bryansk, 2013. S. 31-36.
13. Effektivnost' ispol'zovaniya kormovoy dobavki Ekostimul - 2 pri vyrashchivanii telyat v usloviyakh radioaktivnogo zagryazneniya / T.G. Kalita, V.N. Minchenko, A.I. Artyukhov, T.I. Vas'kina // Zootekhniya. 2016. № 5. S. 18-20.
14. Morfologiya nadpochechnikov telyat pri dache kormovykh dobavok / T.G. Kalita, D.A. Tkachev, E.V. Gorshkova, S.I. Bashina // Intensivnost' i konkurentosposobnost' otrasley zhivotnovodstva: materialy nauchno-prakticheskoy konferentsii 21-22 aprelya 2016. Bryansk: Bryanskiy GAU, 2016. S. 224-230.
15. Lakin G.F. Biometriya. M.: Vysshaya shkola, 1990. 352 s.
16. Nauchnoe obosnovanie primenenie sorbenta «Kovelos-Sorb» i energeticheskoy kormovoy dobavki «Kovelos - Energiya» v ratsionakh sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh / N.A.Yurina, Z.V. Pskhatsieva, E.A. Maksim, N.N. Esaulenko, V.V. Erokhin. M.: Krasnodar, 2014. 167s.
УДК: 631.3:631.445.25
ДЕГРАДАЦИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ И НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ЕЕ УСТРАНЕНИЯ
Degradation of the Gray Forest Soils under the Impact of Machine-Tractor Aggregates, and
Some Ways of its Elimination
Кувшинов H.M., д.с.-х.н., профессор [email protected] Kuvshinov N.M.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243365 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а Bryansk State Agrarian University
Реферат. Показано, что использование машинно-тракторных агрегатов (МТА) при возделывании сельскохозяйственных культур в настоящее время приводит к ряду отрицательных последствий. Необходимо предотвращать это негативное воздействие, а также применять приемы, существенно снижающие отрицательное воздействие тяжелой сельскохозяйственной техники на свойства и режимы почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и окружающую среду.
Summary. At present the use of machine-tractor aggregates (MTA) when cultivating agricultural crops currently leads to a number of negative consequences. It is necessary to prevent this negative impact, and also apply techniques, significantly reducing the harmful effects of heavy agricultural machinery on the soil properties and regimes, crop capacity and the environment.
Ключевые слова: машинно-тракторные агрегаты, уплотнение, агрофизические свойства почвы, серые лесные почвы, картофель.
Keywords: machine-tractor aggregates, soil panning, agrophysical soil properties, gray forest soils, potatoes.
Введение. Использование мощной сельскохозяйственной техники на полях страны вследствие значительной массы, скорости перемещения, создают ряд взаимосвязанных экологических трудностей, с которыми нельзя не считаться, поскольку их накопление перерастает в трудноразрешимые экологические проблемы.
Первые полевые опыты по выявлению действия сельскохозяйственной техники на почву в Советском Союзе были начаты в 20-е годы Н.А.Качинским (1927) и Л.С.Львовым (1940) совместно с сотрудниками НАТИ [21]. По их данным в использовании сравнительно легких зарубежных тракторов «Аванс» и «Мак-Кормикс» (масса соответственно 2956 и 2514 кг) способствовало значительному уплотнению каштановой почвы, находящиеся во влажном состоянии. Однако каких-либо рекомендаций по ограничению уровня возможного воздействия на почву в то время не было дано.
Несколько позже к изучению данной проблемы приступили зарубежные исследователи (Зене, 1953; Беккер, 1956; Данфорс, 1970; Гсутоми, 1971) [21].
В дальнейшем исследования по данной проблеме в стране начали разворачиваться в 60-е годы прошлого века в связи с поступлением в сельское хозяйство тяжелых тракторов, а с 70-х годов над этой важной проблемой стали работать ряд ведущих НИИ и вузов страны.
В связи с обострением вопроса был создан Координационный совет при ВАСХНИЛ по проблеме уплотнения техникой и определены головные организации - Московская сельскохозяйственная академия им. К.А.Тимирязева и Почвенный институт им. В.В.Докучаева.
В 1980 году было принято решение Президиума ВАСХНИЛ о выделении задания на исследования в различных почвенно-климатических зонах страны по влиянию ходовых систем сельскохозяйственной техники на изменение свойств и режимов почв, урожайность ведущих культур, удельное сопротивление почв при обработке, на установление уровня воздействия движителей на почву. Было рекомендовано приступить к разработке методов и контроля и выдать рекомендации для создания ходовых систем, отвечающих требованиям научного земледелия.
Важность проблемы отображена и в решениях ГКНТ.
По сообщению И.С.Рабочего, П.У.Бахтина конструкторы предлагали тракторы массой 26-30 т, что привело бы к большим энергетическим и материальным затратам на их производство и эксплуатацию и ставило бы на нет усилия, направленные на минимизацию обработки почвы. Как считали многие исследователи, существующие конструкции современных тракторов основную часть затрачиваемой энергии вынуждены тратить на собственное передвижение, а что бы повысить тяговое сопротивление на прицепе, конструкторы вынуждены все больше увеличивать массу машин [22].
Наибольшая продуктивность сельскохозяйственных культур, в том числе и картофеля, может быть получена при оптимальном сочетании агрохимических, биологических и агрофизических свойств почвы [1, 19, 23].
Материалы и методы исследований. Наши исследования выполнены в основном на культуре картофеля, как наиболее распространенной культуры в Нечерноземной зоне, так и малоизученной в отношении уплотнения почвы сельскохозяйственной техникой.
Предшественником картофеля была озимая рожь. Летом после уборки ржи проводили лущение жнивья зяблевую вспашку на глубину 22-24 см. Весной почву бороновали в 2 следа для закрытия влаги, а затем проводили сплошное указывание тракторами согласно схемы опыта. Влажность пахотного слоя почвы составляла от 12% (0,5НВ - пересохшая почва) до 18,8% (0,8 HB), что соответствовала близкому к физической спелости состоянию почвы. Исследования проводились на опытном поле Брянского СХИ (академии), на полях колхоза им. Правды Стародубского района на серых лесных почвах. Влияние уплотняющего воздействия ходовых систем тракторов на почву (ДТ-75, МТЗ-82, МТЗ-82 + ПРТ-10 с Т-150К, К-701, К-701 + ПРТ-16), а также приемов разуплотняющего воздействия (безотвальное рыхление на 27-30 см; обработка агрегатом АКП-2,5 на 23-25 см; фрезерование на 18-20 см; обработка плугом со стойками СибИМЭ на 30-32 см; рыхление чизельным плугом ПЧ-2,5 на 38-40 см) изучали в двух полевых опытах.
Результаты исследований и их обсуждение. Злободневность проблемы обостряется и из-за того, что рекомендованные и применяемые во многих хозяйствах интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур предполагают многократное воздействие ходовых систем на почву. При внедрении интенсивных технологий согласно технологических карт и сетевых графиков количество проходов МТА по полю резко возрастает (табл. 1)
Таблица 1 - Число проходов тракторов по полю при возделывании основных сельскохозяйственных культур (на примере Брянской области)
Число проходов тракторов Удельный вес Транспортные работы
Культура общее в том числе гусеничных
гусеничных колесных тракторов,%
Озимая пшеница 19 4 15 21 7
Ячмень 16 5 11 31 4
Картофель 21 6 15 29 4
Кукуруза на силос 21 7 14 33 5
Число проходов тракторов по полю и их соотношение по типу движителей определяется видом сельскохозяйственных культур, при этом общее число проездов без учета уборочных работ, согласно технологических карт и сетевых графиков, составляет 15-21 и более. На долю колесной техники приходится 53-79% всех проходов по полю. Только почва под многолетними травами в незначительной степени уплотняется техникой. Положение усугубляется еще и тем, что в большинстве хозяйств многие технологические приемы (лущение жнивья, вспашка, культивация, боронование, посев, уход за посевами, уборка урожая) осуществляются раздельно.
Если деформации почвы, связанные с воздействием природных факторов, протекают медленно и практические неуправляемые человеком (в годовом цикле изменения плотности на поле), то машинные деформации действуют кратковременно и сильно и они могут регулироваться [24].
Исследования показали, что степень уплотнения серой лесной почвы зависела от типа движителей, марки трактора и числа проходов по полю.
Наибольшая деформация почвы отмечена после первого прохода трактора (табл. 2).
Таблица 2 - Влияние ходовых систем тракторов на плотность почвы после уплотнения движителями
Марка трактора Число проходов Слои почвы, см
0-10 10-20 20-30 30-40
г/см3 Кх г/см3 Кх г/см3 Кх г/см3 Кх
Без уплотнения (контроль) 0 1,16 1,00 1,22 1,00 1,34 1,00 1,36 1,00
ДГ-75М 1 1,24 1,07 1,31 1,07 1,35 1,01 1,36 1,00
3 1,30 1,12 1,32 1,08 1,36 1,01 1,38 1,01
5 1,36 1,17 1,38 1,13 1,40 1,04 1,40 1,03
МТЗ-80 1 1,28 1,10 1,28 1,05 1,38 1,03 1,36 1,00
3 1,34 1,16 1,34 1,10 1,38 1,03 1,39 1,02
5 1,34 1,16 1,38 1,13 1,42 1,06 1,42 1,04
МТЗ-80 с груженым наво-зорасбрасыватель 1 1,32 1,14 1,37 1,12 1,38 1,03 1,39 1,02
3 1,36 1,17 1,39 1,14 1,40 1,04 1,41 1,04
5 1,37 1,18 1,43 1,17 1,44 1,07 1,45 1,07
Т-150К 1 1,35 1,16 1,38 1,13 1,40 1,04 1,40 1,03
3 1,37 1,18 1,38 1,13 1,40 1,04 1,42 1,04
5 1,42 1,22 1,44 1,18 1,44 1,07 1,48 1,09
К-701 1 1,33 1,15 1,40 1,15 1,41 1,05 1,41 1,04
3 1,38 1,19 1,40 1,15 1,43 1,07 1,44 1,06
5 1,44 1,24 1,44 1,18 1,47 1,10 1,48 1,09
К-701 с груженым навозо-расбрасыватель 1 1,38 1,19 1,41 1,16 1,43 1,07 1,44 1,06
3 1,40 1,21 1,43 1,17 1,44 1,07 1,46 1,.07
5 1,46 1,26 1,52 1,24 1,52 1,13 1,54 1,13
Примечание: Кх - коэффициент относительного уплотнения почвы
Коэффициент относительного уплотнения в десятисантиметровом слое почвы после однократного уплотнения увеличился на 0,07-0,19 (среднее 0,13), в слое 10-20 см - 1,05-1,16: 20-30 см - 1,011,07; 30-40 см - 1,00-1,06. После дополнительного уплотнения он увеличивался на 0,02-0,06, а на фоне пятикратного уплотнения в сравнении с однократным превышение составило 0,04-0,10.
Действие ходовых систем тракторов на плотность почвы перед уборкой в рядке картофеля показано в табл. 3.
С глубиной интенсивность уплотнения почвы затухала независимо от марки трактора и числа
проходов. В наибольшей степени уплотнение почвы наблюдалось в варианте с использованием тяжелых колесных энергонасыщенных тракторов в агрегате с гружеными навозорасбрасывателями, а наименьшее - под действием гусеничного трактора ДТ-75М.
Таблица 3 - Влияние ходовых систем тракторов на плотность почвы перед уборкой в рядке картофеля
Марка трактора Число проходов Слои почвы, см
0-10 10-20 20-30 30-40
г/см3 (+),(-)х г/см3 (+),(-) г/см3 (+),(-) г/см3 (+),(-)
Без уплотнения (контроль) 0 1,20 +0,04 1,22 0 1,25 -0,03 1,33 0,03
ДТ-75М 1 1,26 +0,02 1,32 +0,01 1,32 -0,03 1,38 +0,02
3 1,32 +0,02 1,40 -0,02 1,44 +0,08 1,42 +0,04
5 1,37 -0,01 1,42 +0,04 1,45 +0,05 1,46 +0,06
МТЗ-80 1 1,30 +0,02 1,30 +0,04 1,30 -0,05 1,38 +0,02
3 1,33 -0,01 1,38 +0,04 1,32 -0,06 1,42 0
5 1,33 0 1,39 +0,01 1,42 0 1,45 +0,03
МТЗ-80 с груженым навозорасбрасывате-лем 1 1,32 0 1,36 -0,01 1,39 +0,01 1,39 0
3 1,36 0 1,38 -0,01 1,40 0 1,42 +0,01
5 1,37 0 1,39 -0,04 1,41 -0,03 1,44 -0,01
Т-150К 1 1,37 0 1,39 -0,04 1,41 -0,03 1,44 -0,01
3 1,32 -0,03 1,35 -0.03 1,35 -0,05 1,39 -0,04
5 1,40 -0,02 1,43 -0,01 1,48 +0,04 1,52 +0,04
К-701 1 1,36 +0,03 1,40 0 1,41 0 1,30 -0,04
3 1,40 +0,02 1,42 +0,02 1,46 +0,03 1,48 +0,04
5 1,46 -0,02 1,42 -0,02 1,50 +0,03 1,52 +0,04
К-701 с груженым навозорасбрасы- Вателем 1 1,38 0 1,41 0 1,42 -0,01 1,44 0
3 1,40 0 1,43 0 1,44 0 1,45 -0,01
5 1,47 +0,01 1,52 0 1,53 +0,01 1,53 -0,01
Примечание: х (+),(-) - изменение плотности сложения (г/см3) за вегетацию картофеля: (+) -увеличение; (-) - уменьшение
На всех вариантах происходило уплотнение почвы, вызвавшее повышение оптимальной для картофеля величины плотности сложения равной 1,0-1,2 г/см3 [14, 17. 18]. Близко к оптимальным показателям плотность сложения верхнего слоя почвы была только на вариантах с уплотнением трактором ДГ-75М.
В течение вегетации картофеля не наблюдалось существенного разуплотнения почвы на вариантах с уплотнением ее тракторами. Только на контрольном варианте произошло некоторое разуплотнение в подпахотных слоях почвы: в слое 20-30 см объемная масса была ниже равновесного показателя на 0,09 г/см3, а в слое 30-40 см на 0,04 г/см3.
Следует отметить, что на величину плотности сложения в посадках картофеля, кроме естественных факторов (усадка, разуплотнение), действуют и антропогенные (дополнительные проходы тракторов во время ухода за посадками и при проведении защитных мероприятий в течение вегетации культуры против вредителей, болезней и сорняков, а также рыхление почвы во время культивации и окучивания).
Если пахотный слой 0-20 см в гребне посадок картофеля в результате предпосадочных обработок не претерпевает особых изменений, то подпахотные слои были существенно уплотнены. Например, трактор Т-150К уплотнял слой 20-30 см в сравнении с контролем на 10,6%, слой 30-40 см - на 10,8%.
Приведенные выше данные подчеркивают низкую устойчивость почв Центрального района Нечерноземной зоны России к уплотнению сельскохозяйственной техникой. Это свойство основных типов почв Нечерноземья связано с низким содержанием водопрочной структуры, высокой равно-вестной плотностью сложения пахотного и подпахотного горизонтов [6, 9, 16].
Влияние мощных энергонасыщенных тракторов прослеживается и на водный и воздушный режимы в почве. Уплотнение почвы тракторами способствовало уменьшению общей пористости, пор занятых водой и воздухом (табл. 4)
Таблица 4 - Влияние ходовых систем тракторов на сложение почвы в слое 0-40 см
Марка трактора Число проходов После уплотнения Перед уборкой
твердая фаза почвы порозность,% твердая фаза почвы порозность,%
общая занятая водой аэрация общая занятая водой аэрация
Без уплотнения (контроль) 0 48,8 51,2 20,7 30,5 48,1 51,9 17,6 34,3
ДГ-75М 1 50,8 49,2 24,4 24,8 50,8 49,2 18,3 30,9
3 51,5 48,5 23,6 24,9 53,8 46,2 20,6 25,6
5 53,1 46,9 23,7 23,2 54,6 45,4 20,4 25,0
МТЗ-80 1 50,8 49,2 22,8 26,4 50,8 49,2 22,8 26,4
3 52,3 47,7 23,5 24,2 52,3 47,7 18,8 28,9
5 53,5 46,5 23,1 23,4 53,8 46,2 19,0 27,2
МТЗ-80 с груженым навозорасбрасыватель 1 52,3 47,7 23,8 23,9 52,3 47,7 18,8 28,9
3 53,5 46,5 24,2 22,3 53,5 46,5 19,3 27,2
5 54,6 45,4 23,8 21,6 53,8 46,2 19,2 27,0
Т-150К 1 53,1 46,9 23,7 23,2 51,9 48,1 18,4 29,7
3 53,5 46,5 22,9 23,6 53,5 46,5 19,9 26,6
5 55,4 45,6 22,9 22,7 56,2 43,8 18,8 25,0
К-701 1 53,5 46,5 22,8 23,7 53,5 46,5 17,5 29,0
3 54,2 45,8 25,1 20,7 55,4 44,6 18,1 26,5
5 56,2 43,8 27,4 16,4 56,9 43,1 20,4 22,7
К-701 с груженым навозорасбрасыватель 1 54,6 45,4 25,3 20,1 54,2 45,8 18,9 26,9
3 55,0 45,0 25,7 19,3 55,0 45,0 18,7 26,3
5 58,1 41,9 28,4 13,5 58,1 41,9 22,3 19,6
Наши расчеты показали, что в среднем за вегетацию картофеля оптимальное содержание воздуха наблюдалось только на контрольном варианте, а также на вариантах с однократным проходом тракторами ДТ-75М и МТЗ-80.
Результаты наших наблюдений подтвердили вывод других исследователей о значительном ухудшении структурного состава почвы при уплотнении ее движителями тракторов.
Наибольшее количество агрономических ценных агрегатов размером 10-0,25 мм отмечено на контрольном варианте. Сплошное указывание тракторами значительно снизило выход фракций почвы этого размера по сравнению с неуплотненной почвы тракторами, их содержание уменьшилось на 20,4-32,0% по абсолютному и 29,5-46,3% по относительному показателю. Кроме вариантов с однократным уплотнением тракторами ДТ-75М и Т-150К, на других значительно увеличился выход глыбистой фракции. Все колесные тракторы, независимо от числа проходов существенно увеличили содержание пыли в почве.
По отрицательному воздействию на агрофизическое состояние серых лесных сроеднесугли-нистых почв тракторы располагаются в следующем убывающем порядке: ДТ-75М < МТЗ-80 < Т-150К < К-701.
Коэффициент структурности на всех вариантах используемых колесных тракторов для уплотнения был низким, что связано с резким увеличением доли глыбистой и пылевидной фракций.
За один вегетационный период не происходит полного восстановления разрушенной структуры под растениями картофеля.
Сплошное указывание почвы до предпосадочной обработки под картофель приводило к повышению плотности сложения, образованию крупных и плотных глыб. Поверхность поля перед посадкой культуры на вариантах с уплотнением колесными тракторами пересохшей почвы, несмотря на предпосадочную перепашку с боронованием, была глыбистой и невыровненной. Например, однократное уплотнением трактором Т-150К увеличивало глыбистость на 39,2%, К-701 - на 42,4% в сравнении с вариантом, где предпосадочной уплотнение не проводили.
Основным критерием оценки воздействия ходовых систем МТА на почву является изменение урожайности сельскохозяйственных культур. Выявлено, что помимо снижения плодородии почвы за счет ухудшении свойств и режимов почвы, проходы МТА приводят к существенному недобору урожайности.
Недобор урожая от избыточного переуплотнения почвы достигает 2-4 ц/га зерновых культур. А общие потери в бывшем СССР составляли 2 млн. т или 2 млрд. руб. ежегодно [22].
В наших исследованиях, неблагоприятные агрофизические условия в почве, складывающиеся
на вариантах с уплотнением тракторами, повлекли за собой снижение биологической активности, что привело к угнетению роста и развития картофеля: замедлились темпы развития растений, удлинилось прохождение фенофаз, значительно медленнее, чем на контрольном варианте, проходило накопление урожая. Достоверное снижение урожайности картофеля получено при трех-пятикратном воздействии трактора ДТ-75М и на всех вариантах использования колесных тракторов (табл. 5)
Таблица 5 - Влияние уплотняющего воздействия движителей тракторов на урожайность картофеля, ц/га
Марка трактора (фактор А) Число проходов (факто Р В) Средне по фактору А
1 3 5
ц/га % к контролю ц/га % к контролю ц/га % к контролю ц/га % к контролю
Без уплотнения (контроль) 172 100,0 172 100,0 172 100,0 172 100,0
ДГ-75М 166 96,8 152 88,4 138 80,2 152 88,4
МТЗ-80 150 87,2 117 68,0 110 64,0 126 73,2
МТЗ-80 с груженым навозорасбрасыватель 126 73,5 110 64,0 87 50,6 08 62,6
Т-150К 136 78,8 104 60,2 98 57,0 113 65,7
К-701 113 65,7 98 57,3 94 54,6 102 59,3
К-701 с груженым навозорасбрасыватель 109 63,4 88 51,2 66 38,4 88 51,0
Среднее по фактору В 133 112 99
В % к однократному 100,0 84,2 74,4
НСР05 для частных различий, ц/га 10-11
Урожайность картофеля снижалась сильнее от воздействия на почву движителей колесных тракторов МТЗ-80, Т-150К, К-701, чем от влияния гусеничного трактора ДТ-75М. Однократное сплошное укатывание колесными тракторами Т-150К и К-701 приводило к достоверному недобору урожая культуры. Использование тракторов МТЗ-80 и К-701 с гружеными навозорасбрасывателями усилило процесс уплотнения почвы и способствовало дальнейшему снижению урожайности картофеля, особенно при 3-х и 5 проходах агрегата по полю. Фактически на почву оказывали воздействии в отдельности по одному следу как трактор, так и груженый навозорасбрасыватель [11].
Таким образом, уплотнение колесными тракторами, а также гусеничными при трех- пятикратном проходе, снижают урожайность картофеля. По отрицательному воздействию ходовых систем МТА на плодородие почвы и урожайность картофеля тракторы условно можно расположить в следующем убывающем порядке: ДТ-75М < МТЗ < Т-150К < К-701. Предпосадочная обработка почвы и интенсивная система ухода (перепашка на 20-22 см + две культивации + два окучивания), полностью не устраняют негативного действия уплотнений тракторами [15].
В опыте не отмечено существенных различий между вариантами по содержанию в клубнях картофеля сухих веществ, крахмала и витамина С, Однако, при уплотнении почвы тракторами, особенно колесными, возрастало количество мелкой фракции клубней (масса менее 40 г), что связано с неблагоприятными агрофизическими свойствами в почве на глубине клубнеобразовани на этих вариантах [20].
Борьба с избыточным уплотнение почвы должна быть направлена на усиление ее прочностных свойств, уменьшение числа проходов техники по полю, а также внедрения агроприемов, направленных на рыхление переуплотненных слоев почвы [7, 8, 10,2, 13, 21].
Особую важность имеет профилактика переуплотнения. Выявлено положительное воздействие на почву введение в севообороты 1 -2 полей многолетних трав, где практически не проводится полевых работ (за исключением подкорки и уборки). За два года за счет естественных процессов почва разуплотняется до величины ниже равновесной плотности сложения, а кроме того, окультуривается за счет корневых и пожнивных остатков, становится более структурной [8, 12].
Окультуривание почвы является фактором, снижающим негативное воздействие МТА на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Так, если урожайность овса от однократного-пятикратного уплотнения почвы трактором ДТ-75М на хорошо окультуренной почве снизилась на 4.0-23.1%, то на среднеокультуренной недобор составил 11.8-49.0%; при уплотнении же трактором МТЗ-82 эти показатели составили соответственно 20.4-47.1% и 18.0-53.9%.
Внесение даже невысоких доз органических удобрений (50 т/га) способствовало поддержанию агрофизических свойств и режимов в оптимуме для сельскохозяственных культур при рыхлом и среднеуплотненном сложении и близкой к оптимуму - при сильноуплотненном, превышающем показатель равновесной плотности сложения. Увеличение доз торфа и навоза свыше 100 т/га существенно улучшает агрофизические свойства и режимы серой лесной среднесуглинистой почвы.
Наиболее грубая разделка почвы пахотного слоя была получена на вариантах опыта, где для обработки использовали чизельные орудия и комбинированный агрегат АКП-2,5. При обработке почвы стойками СибИМЭ и плугом со снятыми отвалами (ПН-4-35) образование глыбистой фракции составляло 13.3 и 9.7% соответственно. Фреза более качественно рыхлила и разделывала уплотненную трактором почву. Содержание агрономически ценных агрегатов после такой обработки почвы составило 76.8%, при коэффициенте структурности равным 3.3. После рыхления чизельным плугом на глубину 38-40 см, даже на фоне однократного уплотнения почвы колесным трактором, поверхность почвы была глыбистой - коэффициент структурности составлял всего 2.3.
Эффективным приемом разуплотнения серой лесной почвы на фоне предварительного трех-, пятикратного ее уплотнения является чизелевание плугом ПЧ-2,5 на глубину 38-40 см с предварительным дискованием, что позволяет значительно улучшить ее агрофизическое состояние в подпахотных слоях почвы: плотность сложения в сравнении с традиционной весенней обработкой снизилась на 0.07-0.14 г/см3, твердость - на 0.5=-3.2 кг/см2.
На вариантах, где почва не подвергалась уплотнению МТА, наибольшая урожайность картофеля (27.8 т/га) была получена по фрезерной обработке (табл. 6).
Таблица 6 - Урожайность картофеля в зависимости от приемов разуплотнения, т/га
Предпосадочная обработка почвы (фактор А) Число проходов трактора (фактор В) Средне по фактору А
0 1 3 5
Безотвальное рыхление плугом ПН-4-35 на 27-30 см 26.6 25.8 22.1 21.5 24.0
Обработка агрегатом АКП 2.5 на 23-25 см 27.2 25.6 22.7 22.3 24.4
Фрезерование на 18-20 см 27.8 27.2 23.3 21.2 24.9
Обработка плугом со стойками СибИМЭ на 30-32 см 25.1 24.6 24.1 23.8 24.4
Обработка чизельным плугом ПЧ-2.5 на 38-40 см 25.2 24.3 23.3 22.1 23.7
Среднее по фактору В, т/га 26.4 25.5 23.1 22.2
% 100.0 96.6 87.5 84.1
Фрезерование в широком диапазоне влажности обеспечивает качественную подготовку почвы за один проход агрегата [2, 3, 4, 5, 17, 18].
Средняя урожайность в опыте на фоне всех предпосадочных обработок почвы составила 26.4 т/га. Однократное уплотнение почвы МТЗ-82М способствовало снижению урожайности культуры на 3,4% и его качество [20]. Трехратное уплотнение почвы колесным трактором значительно усилило негативный процесс на почвенную среду, что способствовало снижению урожайности картофеля в сравнении с контролем на 3.3 т/га или на 12.5%. Более значимое снижение урожайности картофеля отмечено на фоне 5-кратного предпосадочного уплотнения тракторами - снижение урожайности составило уже 15.9% (4.2 т/га.).
На этом варианте обработки почвы среднее по фактору В (число проходов тракторов) урожайность составила 24.9 т/га, при этом этот прием опережал по этому показателю другие способы предпосадочной обработки на вариантах без уплотнения (урожайность составила 27.8 т/га).
Заключение. На сегодняшний день существующие технологии возделывания сельскохозяйственных культур предполагает многократное воздействие ходовых систем МТА на почву, что отрицательно сказывается на агрофизические, биологические свойства почвы, засоренность посевов и значительно снижает урожайность. Разработанные нами меры могут существенно снизить или затормозить этот негативный процесс.
Библиографический список
1. Картофель: биология и технология возделывания / Н.М. Белоус, В.Е. Ториков, М.В. Комков, O.A. Богомаз, A.B. Богомаз / под ред. В.Е. Торикова, Н.М. Белоуса. Брянск, 2010.
2. Агрегат для ухода за высокостебельными культурами: пат. на изобретение RUS 724040 24.02.1989.
3. Рабочий орган почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения: патент на полезную модель 166354 Рос. Федерация / Блохин В.Н., Белоус Н.М., Никитин В.В., Сазонов Ф.Ф.; па-
тентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный аграрный университет». № 2016113439; заявл. 07.04.2016; опубл. 20.11.2016, Бюл. № 32.
4. Разработка конструктивной схемы ротора вертикальной фрезы для ухода за высокостебельными культурами / В.Н. Блохин, Н.М. Кувшинов, С.И. Роганков, Г.В. Орехова // Современные научно-практические решения XXI века: материалы международной научно-практической конференции / под ред. В.И. Орбинского, В.Г. Козлова. 2016. С. 88-94.
5. Фреза с вертикальной осью вращения: пат. 173801 / В.Н. Блохин, А.М Случевский, С.И. Роганков, Н.М. Кувшинов, А.Ф. Ковалев, H.A. Лаптева 19.01.2017.
6. Бондарев А.Г. Проблема уплотнения почв сельскохозяйственной техникой // Почвоведение. 1990. № 5. С. 31-37.
7. Разуплотнение корнеобитаемого слоя почвы / A.M. Гордеев, С.М. Вьюгин, А.Г. Прудникова, В.М. Белокопытов // Земледелие. 1989. № 9. С. 49.
8. Гордеев A.M., Вьюгин С.М. Белокопытов В.М. Эффективность разуплотнения почв // Земледелие. 1990. № 2. С. 34.
9. Кувшинов Н.М. Влияние разных приемов предпосевной и послепосевной обработки светлосерой лесной почвы на ее свойства и урожайность ячменя и картофеля в условиях Северо-Востока Нечерноземной зоны РСФСР: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны. Немчиновка, 1981. 18 с.
10. Кувшинов Н.М., Галактионов В.Ф. Снижение продуктивности сельскохозяйственных культур от уплотнения МТА на серых лесных почвах: тезисы докладов VII делегатского съезда почвоведов. Кн. 1. Новосибирск, 1989. С. 18.
11. Кувшинов Н.М., Молявко A.M., Рожнов Н.И. Влияние уплотняющего воздействия ходовых систем тракторов на свойства серых лесных почв и урожайность сельскохозяйственных культур // Труды Белгородского СХИ. 1991. С. 105-110.
12. Кувшинов Н.М., Блохин В.Н. Некоторые пути снижения отрицательного воздействия МТА на почву: материалы научно-практической конференции. Воронеж: Воронежский СХИ, 1994. С. 102-104.
13. Кувшинов Н.М. Пути улучшения агрофизических свойств серых лесных почв в интенсивном земледелии // Вопросы агрофизики при воспроизводстве плодородия почв: тезисы докладов Все-рос. конф. Санкт-Петербург, 1994. С. 15.
14. Кувшинов Н.М. Оптимизация обработки почвы при возделывании картофеля // Аграрная наука. 1995. № 2. С. 31-33.
15. Кувшинов Н.М., Косъянчук В.П. Зависимость урожайности картофеля от различных систем ухода // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1995. № 4. С. 49-50.
16. Кувшинов Н.М. Устойчивость серых лесных почв к уплотнению и способы его предотвращения // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: тезисы докладов Всероссийской конференции, посвященной 75-летию Почвенного института им. В.В. Докучаева, 2002.С. 109.
17. Кувшинов Н.М. Эффективность применения орудий с активными рабочими органами в качестве приемов предпосевной обработки серых лесных почв Нечерноземной зоны России // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. № 1 (59). С. 23-31.
18. Кузнецов А.И., Кувшинов Н.М. Совершенствование обработки почвы под картофель // Труды Горьковского СХИ. 1980. Т. 142. С. 69-75.
19. Лыков A.M., Прудникова А.Г., Прудников А.Д. К проблеме экологизации обработки почвы в современных системах земледелия // Плодородие. 2006. № 6. С. 1-5.
20. Никулин А.Ф., Косъянчук В.П., Кувшинов Н.М. Качество и сохраняемость картофеля в зависимости от технологий возделывания // Картофель и овощи. 1994. № 4. С. 3-4.
21. Прудникова А.Г. Теоретическое обоснование земледельческих технологий экологизации воспроизводства нормативного агрофизического состояния дерново-подзолистых почв в современных системах земледелия: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук. Курск: Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, 2005. 48 с.
22. Рабочев И.С., Бахтин П.У. Индустриализация земледелия и плодородие почв // Проблемы земледелия. М.: Колос, 1978. С. 156-160.
23. Романова И.Н., Прудникова А.Г., Терещенкова Е.А. Агрофизические свойства дерново-подзолистых почв и урожайность яровой пшеницы в зависимости от предшественников // Зерновое хозяйство. 2007. № 6. С. 14-15
24. Сапожников П.М. Физические параметры плодородия почв при антропогенных воздействиях: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 1994. 48 с.
References
1. Potatoes: biology and cultivation technology / N.M. Belous, V.E. Torikov, V.M. Komkov, O.A.Bogomaz, A.V. Bogomaz/Ed. by VE. Torikov, N.M. Belous. Bryansk, 2010.
2. Patent of the Russian Federation 724040. The aggregate to treat tall-stalked cultures / V.N. Blokhin, V.N. Ozhereliev, A.A. Tsymbal. Appl.24.02.1989.
3. Patent of the Russian Federation 166354, IPC A01B33/02. The dynamic tillage tool with a vertical axis of rotation/ Blokhin V.N., Belous N.M., Nikitin V.V., Sazonov F.F. № 2016113439/13. Appl. 07.04.2016; publ. 2016. Bul. №32.
4. Development of the construction diagram of the vertical mill rotor to treat tall-stalked cultures / V.N. Blokhin, N.M. Kuvshinov, S.I. Rogankov, G.V. Orekhova // Modern scientific and practical solutions of the XXI century. Materials of International scientific-practical conference. Ed. by V.I. Orbinsky, V G. Ko-zlov. 2016. P. 88-94.
5. Patent of the Russian Federation 173801. Milling cutter with a vertical rotation axis / V.N. Blokhin, A.M. Sluchevsky, S.I. Rogankov, N.M. Kuvshinov, A.F. Kovalev, N.A. Lapteva. Appl. 19.01. 2017.
6. Bondarev A.G. The problem of soil panning with agricultural machinery //Soil science, 1990. № 5. P. 31-37.
7.Gordeev A. M., Vyugin S. M. , Prudnikov A. G., Belokopytov V. M. Soil softening of the root layer// Agriculture, 1989. № 9. P. 49.
8.Gordeev A.M., Vyugin S.M, . Belokopytov V.M. The effectiveness of soil softening// Agriculture, 1990. № 2. P. 34.
9. Kuvshinov N.M. The influence of different methods of presowing and postsowing treatment of light grey forest soil on its properties and the yield of barley and potatoes in the north-east of non-Chernozem zone of the RSFSR / Abstract of dis... cand. of agricultural sciences /Research Institute of Agriculture of Central regions of the non-Chernozem zone. Nemchinovka, 1981. -18 p.
10. Kuvshinov N.M., Galaktionov V.F. Productivity reduction of crops because of soil panning with machine-tractor aggregates on gray forest soils /Abstracts of the VII Delegate Congress of soil science. Novosibirsk, 1989. Vol. 1. P. 18.
11. Kuvshinov N.M., Molyavko A.M., Rozhnov N.I. The influence of the panning impact of tractor driving systems on the properties of gray forest soils and productivity of agricultural crops// Proceedings of the Belgorod Agricultural Institute, 1991. P. 105-110.
12. Kuvshinov N.M., Blokhin, V.N. Some ways to reduce the negative impact of MTA on the soil/Materials of scientific-practical conference. The Voronezh Agricultural Institute. Voronezh. 1994. P. 102-104.
13. Kuvshinov N.M. Ways to improve agrophysical properties of gray forest soils under intensive agriculture / Questions of agrophysics at soil fertility recovery. Abstracts of All-Russia. Conf. Saint-Petersburg,
1994. P. 15.
14. Kuvshinov N.M. Optimization of soil treatment when cultivating potatoes// Agricultural science,
1995. № 2. P. 31-33.
15. Kuvshinov N.M., Kosyanchuk V.P. The dependence of potatoes yield on different treatment systems// Herald of the Russian Academy of Agricultural Sciences, 1995. № 4. P. 49-50.
16. Kuvshinov N.M. The stability of gray forest soils to soil panning and ways of its prevention. The resistance of soils to natural and anthropogenic influences. Abstracts of All-Russian Conference devoted to the 75th anniversary of the Soil Institute named after V.V. Dokuchaev. 2002. P. 109.
17. Kuvshinov N.M. The efficiency of application of agricultural implements with active working bodies as methods of presowing cultivation of grey forest soils of non-Chernozem zone of Russia/ Vestnik of Bryansk State Agricultural Academy. 2017. №1 (59). P. 23-31.
18. Kuznetsov A.I., Kuvshinov N.M. Improving tillage for potatoes/ Proceedings of the Gorky Agricultural Institute. 1980. Vol. 142. P. 69-75.
19. Lykov A.M., Prudnikova A.G., Prudnikov A.D. To the problem of tillage ecologization in modern farming systems// Soil Fertility, 2006. № 6. P. 1-5.
20. Nikulin A.F., Kosyanchuk V.P., Kuvshinov N.M. Quality and storageability of potatoes depending on cultivation technologies// Potatoes and vegetables, 1994. № 4. P. 3-4.
21. Prudnikova A.G. Theoretical justification of agricultural technologies of ecologization of the reproduction of normative agrophysical state of sod-podzolic soils and modern farming systems// Abstr. dis. ...doctor. of agricultural sciences. Kursk. All-Russian Scientific Research Institute of Agriculture and Protec-
tion of Soils from Erosion. 2005. 48 p.
22. Rabochev I.S., Bakhtin P.U. Industrialization of agriculture and soil fertility// Agriculture. M.: Kolos. 1978. P. 156-160.
23. Romanova I.N., Prudnikov A.G., Tereshchenkova E.A. Agrophysical properties of sod-podzolic soils and yield of spring wheat depending on predecessors// Grain farming, 2007. № 6. P. 14-15.
24. Sapozhnikov P.M. Physical parameters of soil fertility under anthropogenic impact/ Abstr. dis. ...doctor. of agricultural sciences. M. Soil Institute named after V.V. Dokuchaev. 1994. 48 p.
УДК 531.8
К ВОПРОСУ ОБ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ АКТИВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВОФРЕЗ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ
To the Question of Optimizing the Design of Dynamic Tillage Tool with a Vertical Axis of Rotation
Блохин B.H., к.т.н., доцент Случевский A.M., к.т.н., доцент Орехова Г.В., к.с.-х.н. [email protected] Бритоусов А.В., магистрант Blokhin V.N., Sluchevsky A.M., Orekhova G.V., Britousov A.V.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243365 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а Bryansk State Agrarian University
Реферат. Важнейшей операцией в технологии работ по уходу за многолетними высокостебельными насаждениями является обработка почвы в прикустовой зоне и междурядьях, целью которой является уничтожение сорняков и рыхление верхнего слоя почвы на глубину от 3 до 10 см. Удобнее всего это можно осуществлять с помощью фрезы с вертикальной осью вращения. На основе теоретических и экспериментальных исследований нами разработаны и изготовлены активные рабочие органы, позволяющие снизить энергозатраты на обработку почвы и удаление сорняков в прику-стовых зонах ягодных культур и приствольных полосах садовых насаждений.
Summary. The most substantial operation in treatment technology of tall-stalked perennial plants is soil tillage in the area of plant shrubs and space between rows. Its aim is weeding and breaking up of the top soil layer to the depth from 3 to 10 cm. It can be achieved by using cutters with vertical rotation axis. On the basis of theoretical and experimental studies, we have developed and made dynamic tillage tools allowing reduction of energy inputs when cultivating and weeding in the area of berry plant shrubs and stems of garden trees.
Ключевые слова: почвофреза, активные рабочие органы, прикустовая зона, приствольная полоса, энергоемкость.
Keywords: rototiller, dynamic tillage tools, area of plant shrubs, area of plant stems, energy capacity.
Уход за высокостебельными ягодными кустарниками является достаточно трудоемким технологическим процессом, насчитывающим большое количество операций. Самой важной является обработка почвы и уничтожение сорняков в прикустовой зоне ягодных кустарников и в приствольных полосах садовых насаждений [1].
Традиционные сельскохозяйственные орудия (дисковая борона, культиваторы с горизонтальной осью вращения) не вполне удовлетворяют агротехническим требованиям: некачественно крошат почву, не полностью уничтожают сорняки, забиваются растительными остатками, повреждают корневую систему растений [2]. Это снижает продуктивность насаждений и затрудняет работу улавливающих устройств ягодоуборочных машин, а также способствует развитию водной и ветровой эрозии летом и подмерзанию корней зимой [3,4,5].
Следует подчеркнуть, что культиваторы с пассивными рабочими органами имеют большое тяговое сопротивление, а фрезы с горизонтальной осью вращения - высокую энергоемкость [6,7,8].
В последнее время все больше внимания уделяется машинам с вертикально-ротационным валом вращения и их активным рабочим органам для междурядной обработки почвы, которым в меньшей степени свойственны выше перечисленные недостатки.
