CC BY
22
DOI: 10.25930/h3 z0-td61
УДК 631.51. 012 : 631.434 : 631.459
СТРУКТУРА ПОЧВЫ И ЕЕ УСТОЙЧИВОСТЬ К ЭРОЗИИ ПРИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКЕ РАЗЛИЧНЫМИ ОРУДИЯМИ В ЗВЕНЕ С ЗАНЯТЫМ ПАРОМ
Ю.А. Кузыченко, А.К. Кобозев
В статье приводятся результаты исследований по оценке структурных параметров пахотного слоя почвы при работе почвообрабатывающих орудий отвального и безотвального типов. Установлено, что наибольшее количество агрономически ценных агрегатов в слое 0-20 см отмечается при отвальной обработке - в среднем 45% и при обработке фрезой - 52,3%, а при безотвальных обработках - 39,3%, наиболее низкое значение получено при обработке наклонной стойкой типа «Параплау» - 34,4%. Распыление верхнего слоя (содержание агрегатов менее 1 мм) в слое 0-10 см составило в среднем по отвальным обработкам 30,1% и при обработке фрезой - 30,9%, а при безотвальных обработках - 26,0%, наиболее низкое значение получено при обработке наклонной стойкой типа «Параплау» - 27,8 %. В результате крошения почвы содержание водопрочных агрегатов в слое 0-10 см составило в среднем по отвальным обработкам 55,4% и при обработке фрезой - 53%, а при безотвальных обработках - 50,4 %, однако при обработке почвы плугами с культурными и винтовыми отвалами наблюдается несколько меньшее количество водопрочных агрегатов, менее 0,25 мм в слое 0-10 см в сравнении с другими вариантами - 43,6 и 45,5 % соответственно. Лучшая ветроустойчивость установлена на безотвальных вариантах обработки (в среднем Q = 2,5 г), при этом на варианте с наклонной стойкой, имеющем большое количество стерни и высокую комковатость поверхности поля, Q = 0,85 г.
Ключевые слова: структура почвы, эрозия почвы, основная обработка почвы, занятый пар
STRUCTURE OF THE SOIL AND ITS STABILITY TO EROSION AT THE MAIN TREATMENT OF VARIOUS TOOLS IN THE LINK WITH FULL FALLOW
Yu.A. Kuzychenko, A.K. Kobozev
In the article results of researches on an estimation of structural parametres of arable soil layer are given at work of tillage tools of moldboard and non- moldboard types. It has been established that the greatest number of agronomically valuable aggregates in the 0-20 cm layer is observed in the moldboard treatment on average of 45%, 52,3% in the treatment with tiller and 39,3% in the case of non- mold board treatment, the lowest value was obtained by treatment with inclined "Paraplau" tool post - 34,4%. Dispersion of the upper layer (the content of aggregates less than 1 mm) in the 0-10 cm layer amounted to an average of 30,1% in the moldboard treatments and 30,9% of the tiller treatment and 26,0% in the case of non-mold board treatment, the lowest value was obtained at the treatment with an inclined "Paraplau" tool pоst - 27,8%. As a result of the soil crumbling, the content of waterproof aggregates in the 0-10 cm layer amounted to an average of 55,4% for moldboard treatments and 53% in the treatment with tiller and 50,4% in the case of non- moldboard treatments, but when cultivating the soil by plows with digger and screw moldboard a slighfly smaller num-
Сельскохозяйственный журнал №2 (11), 2018
ber of water-resistant aggregates is observed, less than 0,25 mm in the 0-10 cm layer, in comparison with other variants 43,6 and 45,5%, respectively. The best wind resistance is established on the non- moldboard treatment variants (on average, Q = 2,5 g), while in the variant with an inclined tool post having a large amount of stubble and high lumpiness of the field surface Q = 0,85 g.
Key words: soil structure, soil erosion, basic tillage, full fallow
Введение. В эрозионно опасных районах края разработка технологий возделывания культур должна быть строго увязана с применяемой системой обработки почвы и применяемыми орудиями основной обработки [1, 2]. Наряду с традиционными плугами в сельскохозяйственном производстве получили распространение различные приемы безотвального рыхления почвы с использованием орудий нового типа: плоскореза ПГ-3-100, чизельного плуга ПЧ-4,5, орудия со стойками СибИМЭ и наклонными стойками типа «Параплау», почвозащитный эффект которых обусловлен оставлением на поле стерни, способствующей повышению противоэрозионной устойчивости почвы. По данным ряда исследований [3, 4], обработка плоскорезом черноземных почв, по сравнению со вспашкой, ведет к уменьшению эрозионно опасных частиц, при этом мульчирующий материал положительно влияет на физические параметры обрабатываемого слоя, а дефляционные процессы при этом, как правило, уменьшаются. Исследования, проведенные на склоновых землях, показали, что смыв почвы, особенно талыми водами, при плоскорезной обработке снижается по сравнению с обычной вспашкой [5]. Противоречивы результаты исследований и по фрезерной обработке, поскольку существует мнение о том, что при этой обработке не наблюдается заметного распыления почвы и создается лучший агрегатный состав при минимализации обработки под озимую пшеницу [6].
Целью исследований является оценка структурного состояния пахотного слоя почвы и его устойчивости к эрозионным процессам при основной обработке различными орудиями в звене с занятым паром.
Материал и методика исследований. Для выяснения влияния различных почвообрабатывающих орудий на структуру почвы, устойчивую к эрозионным процессам, были проведены исследования на опытном поле Ставропольского НИИСХ. Тип почвы - чернозем среднесуглинистый; абсолютная влажность почвы в пахотном горизонте 14%; средняя твердость почвы 3,5 мПа. Севооборот: занятый пар - озимая пшеница -озимая пшеница. Испытывались следующие орудия: плуг ПЛН-5-35 с культурными отвалами (контроль); плуг ПЛН-4-35 с винтовыми отвалами; плуг со стойками СибИМЭ; чизельный плуг ПЧ-4,5; плоскорез-глубокорыхлитель ПГ-3-100; плуг ПЛН-4-35 с наклонными стойками типа «Параплау», фреза болотная ФБН - 1,5. Критериями оценки распыленности почвы являются: содержание частиц менее 1 мм в диаметре не более 35%, а содержание водопрочных агрегатов более 0,25 мм не ниже 40% [7].
Результаты исследований и их обсуждение. Исследованиями установлено, что наибольшее количество агрономически ценных агрегатов в слое 0-20 см отмечается при отвальной обработке - в среднем 45% и при обработке фрезой - 52,3%, а при безотвальных обработках - 39,3%, наиболее низкое значение получено при обработке наклонной стойкой типа «Параплау» - 34,4% (табл. 1).
При этом распыление верхнего слоя (содержание агрегатов менее 1 мм) в слое 0 -10 см составило в среднем по отвальным обработкам 30,1 % и при обработке фрезой -30,9%, а при безотвальных обработках - 26,0%, наиболее низкое значение получено при обработке наклонной стойкой типа «Параплау» - 27,8 %.
Таблица 1 - Структурный состав почвы после основной _ обработки различными орудиями_
Варианты Орудия основной обработки Слой почвы, см Сухой рассев, % Водопрочность,%
10-1 мм менее 1 мм более 0,25 мм менее 0,25 мм
1 Фреза ФБН-1,5 0-10 10-20 20-30 52,2 52,4 25,4 30,9 32,7 8,8 53,0 55,8 65,2 47,0 44,2 34,8
2 Плоскорез КПГ-2-150 0-10 10-20 20-30 37,9 40,2 43,7 25.6 16,5 12.7 53,2 52,5 51,5 46,8 47,5 48,5
3 Плуг чизельный ПЧ-4,5 0-10 10-20 20-30 40,6 46,0 36,5 25.1 20,6 12.2 51,2 48,8 64,2 48,8 51,2 35,8
4 Плуг со стойками СибИМЭ 0-10 10-20 20-30 39,1 41,4 32,3 25,6 16,4 7,8 46,9 51,8 69,1 53.1 48.2 30,9
5 Плуг с винтовыми отвалами 0-10 10-20 20-30 45.3 44.4 46,9 27,5 22,5 14,9 54,5 54,9 63,4 45.5 45,1 36.6
8 Плуг с наклонными стойками 0-10 10-20 20-30 34.4 34,9 41.5 27,8 14,1 13,4 50,2 54,0 60,5 49,8 46,0 39,5
9 Плуг с культурными отвалами ПЛН-5-35 0-10 10-20 20-30 40,0 50,9 13,2 32,8 28,6 13,2 56,4 44,7 60,1 43,6 55,3 39,9
Содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов более 0,25 мм зависит от конструкции рабочего органа орудия, воздействующего на пахотный слой почвы. В результате крошения почвы содержание водопрочных агрегатов в слое 0-10 см составило в среднем по отвальным обработкам 55,4% и при обработке фрезой - 53%, а при безотвальных обработках - 50,4%, однако при обработке почвы плугами с культурными и винтовыми отвалами наблюдается несколько меньшее количество водопрочных агрегатов менее 0,25 мм в слое 0-10 см в сравнении с другими вариантами - 43,6 и 45,5% соответственно.
Оценка степени эродируемости по методике Е.И. Шиятого предполагает условие, что при показателе эродируемости Q < 50 г поверхностный слой почвы является достаточно ветроустойчивым. По результатам исследований (табл. 2) установлено, что комковатость структуры (содержание агрегатов более 1 мм) слоя почвы 0-5 см в сравнении с другими вариантами выше при фрезерной обработке фрезой ФБН-1,5-78,2%, а самое низкое значение при обработке чизелем ПЧ - 4,5-65,2%. Наибольший вес стерни с единицы площади (м ) отмечается при безотвальных обработках (в среднем 49,6 г), что выше, чем при фрезеровании, на 9,3%. Лучшая ветроустойчивость установлена на безотвальных вариантах обработки (в среднем Q = 2,5 г), при этом на варианте с наклонной стойкой, имеющем большое количество стерни и высокую комковатость поверхности поля, Q = 0,85 г. Несколько большее значение эродируемости ^ = 5,2 г) отмечается в среднем на отвальных вариантах обработок и при обработке фрезой - 1,7 г.
Сельскохозяйственный журнал
№2 (11), 2018
Таблица 2 - Степень эродируемости почвы (по Е.И. Шиятому) в поле озимой
пшеницы (весенняя вегетация)
Варианты Орудия основной обработки Комковатость, % Вес стерни, г/м2 Количество стерни, шт/м2 Степень эродируемости, г
1 Фреза ФБН-1,5 78,2 40,3 134 1,7
2 Плоскорез КПГ-2-150 73,8 38,5 128 2,6
3 Плуг чизельный ПЧ-4,5 65,2 43,8 146 4,6
4 Плуг со стойками СибИМЭ 71,7 50,3 167 2,0
7 Плуг с винтовыми отвалами 72,7 27,7 92,3 4,3
8 Плуг с наклонными стойками 74,2 66,0 220 0,85
9 Плуг с культурными отвалами ПЛН-5-35 74,7 13,1 44 6,2
Заключение. Наибольшее количество агрономически ценных агрегатов в слое 020 см отмечается при отвальной обработке - в среднем 45% и при обработке фрезой -52,3%, а при безотвальных обработках - 39,3%, наиболее низкое значение получено при обработке наклонной стойкой типа «Параплау» - 34,4%. В результате крошения почвы содержание водопрочных агрегатов в слое 0-10 см составило в среднем по отвальным обработкам 55,4% и при обработке фрезой - 53%, а при безотвальных обработках - 50,4%. Лучшая ветроустойчивость установлена на безотвальных вариантах обработки (в среднем Q=2,5 г), при этом на варианте с наклонной стойкой, имеющем большое количество стерни и высокую комковатость поверхности поля, Q=0,85 г.
Литература
1. Кузыченко Ю.А. Обобщенный показатель деградации почвы как фактор формирования системы ее обработки //Достижения науки и техники АПК. 2012. №7. С. 12-14.
2. Кузыченко Ю.А. Энергосберегающие системы основной обработки почвы для различных зон Ставропольского края //Земледелие. 2012. №3. С. 23-24.
3. Рябов Е.И., Белозеров А.М. и др. Разработка систем минимальной почвозащитной обработки //Проблемы научного обеспечения агропромышленного комплекса Ставропольского края: материалы 5-й науч. конф., Ставрополь, янв. 1990 г. - Ставрополь: Ставроп. НИИСХ, 1990. С. 184-187.
4. Бараев А.И., Госсен Э.Ф. Ветровая эрозия почв и борьба с ней. - М.: Колос, 1980. С. 7-17.
5. Медведев В.В. и др. Использование агрофизических свойств черноземов при разработке почвообрабатывающих машин //Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1987. № 3. С. 6-8.
6. Бушнев Н.С., Юшко Ю.А. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от способов основной обработки почвы //Повышение урожайности зерновых и зернобобовых культур. - Ставрополь, 1983.С. 13-17.
7. Модина С.А., Долгов С.И. Сложение и структурное состояние почвы //Агрофизические методы исследования почв. - М.: 1966. С. 42-72.
Кузыченко Юрий Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», 356241, Российская Федерация, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, тел. 89097677313, E-mail:[email protected]
Кобозев Анатолий Кузьмич, кандидат технических наук, профессор кафедры «Машины и технологии в АПК» ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ, 355017, Российская Федерация, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12, тел. 89283280684, Е- mail: [email protected]
Kuzychenko Yuriy Alekseevich, Doctor of Agricultural Sciences, Chief Researcher of the ESBSI "North Caucasus FARC", 356241, Russian Federation, Stavropol Territory, Mikhailovsk, Nikonov st., 49, tel. 89097677313, E-mail: [email protected]
Kobozev Anatoliy Kuzmich, Candidate of Technical Sciences, Professor of the Department "Machines and Technologies in the Agroindustrial Complex", FSBEI HE Stavropol State Agrarian University, 355017, Russian Federation, Stavropol, Zootechnichesky, 12, tel. 89283280684, E-mail: [email protected]
DOI: 10.25930/zv40-wz46
УДК 631. 51. 012 : 631. 431. 7: 631. 582
УПЛОТНЕНИЕ ПОЧВЫ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ В ПОЛЕВОМ ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА
Ю.А. Кузыченко, А.К. Кобозев
В статье приводятся данные научных исследований по определению кратности прохода машинных агрегатов по полю в процессе возделывания культур, площади уплотнения ими верхнего слоя и твердости почвы после основной обработки в полевом звене севооборота. Графоаналитическим методом, с учетом минимально необходимого набора операций, было установлено, что при возделывании озимой пшеницы по пару двукратному воздействию подвергается 15% площади, трехкратному - 12%, шестикратному - 5%, не уплотняется 18% площади поля. Площадь 2- и 3-кратного уплотнения при возделывании кукурузы на зерно несколько выше, чем при возделывании озимых, поскольку приходится проводить междурядные культивации. При лущении стерни тяжелой дисковой бороной БДТ-3, при исходной влажности пахотного слоя 0-30 см, равной 14%, наблюдается уплотнение слоя почвы 10-20 см в сравнении со значением плотности в этом слое до обработки, увеличение составляет 0,5 г/см3. При этом в слое 20-30 см изменений в плотности почвы не отмечается. При более влажной почве (19,5%) наблюдается уплотнение как в слое 10-20 см (на 0,06 г/см3 ), так и в слое 20-30 см (на 0,04 г/см3). При влажности подпахотного слоя 14%, коэффициент структурности при обработке фрезой на 18-20 см ниже на 0,38 единиц в сравнении с отвальной вспашкой, а плотность и твердость в подпахотном слое выше на 0,02 г/см3 и 3,2 кг/см2
Ключевые слова: уплотнение почвы, основная обработка почвы, звено севооборота
SOIL COMPACTNESS IN THE PROCESS OF ITS MAIN TREATMENT IN THE FIELD LINK OF THE CROP ROTATION
Yu.A. Kuzychenko, A.K. Kobozev
The article presents the data of scientific researches on the determination of the multiplicity of the passage of machine aggregates along the field in the process of crop cultivation, the area of their compactness of the upper layer and the hardness of the soil after the main treatment in the field link of the crop rotation. With the help of semigraphical method, taking into account the minimum required set of operations, it was found that when cultivating win-
