CC BY
23УДК 631.1:631.459(470.61):633.11
В. К. Шаршак, Е. П. Ладан (ФГБОУ ВПО «ДонГАУ»)
В. П. Калиниченко (Институт плодородия почв юга России, ФГБОУ ВПО «ДонГАУ»)
В. Е. Зинченко (ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии)
В. В. Черненко, С. Ф. Миронченко, В. В. Илларионов, Е. Д. Г енев
(ФГБОУ ВПО «ДонГАУ»)
Е. В. Киппель, В. А. Стацко (Институт плодородия почв юга России, ФГБОУ ВПО «ДонГАУ»)
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ В ПОЧВАХ И ИННОВАЦИОННАЯ РОТОРНО-ФРЕЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
Изучено изменение почвы при управлении ее дисперсной системой посредством трехъярусной и роторно-фрезерной обработки. После однократной почвенномелиоративной ротационно-фрезерной обработки почва в обработанном слое состоит из мелких однородных по размеру агрегатов. Отсутствуют морфологические признаки восстановления солонцового педогенеза. Влага атмосферных осадков свободно поступает в почву и беспрепятственно рассредоточивается в искусственной дисперсной системе. Легкорастворимые соли опускаются на глубину, достаточную для ослабления их влияния на генезис почвы. Через 30 лет после почвенно-мелиоративной ротационнофрезерной обработки плугами ПМС-70, ФС-1,3 количество гумуса в слое 20-40 см достигает 3,3 %, в слое 20-40 см - 2,4 %, количество поглощенного Na+ в слое 20-30 см снижается в 1,5-2 раза по сравнению с исходным и составляет 10,6 % от емкости катионного обмена почвы. Прибавка урожайности сельскохозяйственных культур составляет 25-60 % и более от уровня стандартной технологии земледелия в течение всего периода наблюдений. Функционирование новой биогеосистемы протекает так, что период ее возврата в регионально обусловленное состояние удлиняется. Устойчивость биогеосистемы высокая. На основе фундаментальных представлений почвоведения, седимен-тологии, литологии методами рекреационной биогеосистемотехники показана перспектива инновационных технических решений роторно-фрезерных почвенномелиоративных орудий для корректного преобразования почвенного континуума с позиций теории дисперсных систем, получения стабильных экономических показателей и социального эффекта.
Ключевые слова: дисперсные системы, почвы, почвенно-мелиоративная ротационно-фрезерная обработка почвы.
V. K. Sharshak, E. P. Ladan (FSBEE НРЕ “DonSAU”)
V. P. Kalinichenko (Institute of Soil Fertility of South Russia, FSBEE НРЕ “DonSAU”)
V. E. Zichenko (SSE “DonSRIA” RAAS)
V. V. Chernenko, S. F. Mironchenko, V. V. Illarionov, E. D. Genev (FSBEE НРЕ “DonSAU”)
E. V. Kippel, V. A. Statsko (Institute of Soil Fertility of South Russia, FSBEE OTE “DonSAU”)
THEORETICAL BASES OF DISPERSED SYSTEMS SYNTHESIS IN SOILS AND INNOVATIVE ROTOR-MILLING TILLAGE
Soil change at management of its dispersed system by means of three-tier and rotor-milling tillage is studied. After single soil-meliorative rotor-milling plowing the processed soil layer consists of small units homogeneous for the size. There are no morphological signs of a solonetzic pedogenesis restoration. The moisture of an atmospheric precipitation freely penetrates into the soil and easily distributes in artificial dispersed system. Readily soluble salts leach off to depth, sufficient for reducing of their influence on soil genesis. In 30 years after soil-meliorative rotor-milling tillage by ploughs PMS-70, FS-1.3 the quantity of a humus in a soil layer of 20-40 sm reaches 3.3 %, in a layer of 20-40 sm - 2.4 %, the quantity of absorbed Na+ in a layer of 20-30 sm decreases for 1.5-2.0 times in comparison with initial and makes 10.6 % from soil cation exchange capacity. The increase of agricultural crops productivity makes up more than 25-60 % from the level of standard agricultural technology during the whole observation period. The new biogeosystem functions so that the period of its return to the regionally caused condition is extended; stability of the new biogeosystem is high. On the basis of soil science, sedimentology, lithology, by methods of recreational biogeosystem techniques, the prospect of innovative technical decisions of rotor-milling soil-meliorative tools for correct transformation of a soil continuum from positions of the theory of dispersed systems, obtaining of stable economic indicators and social effect are shown.
Keywords: dispersed systems, soils, meliorative rotor-milling tillage.
Актуальность
Свойства почв под воздействием различных вариантов мелиорации представляют теоретический интерес в связи со значительной трансформацией почвенного профиля в процессе управления дисперсной системой почвы, что оказывает долговременное влияние на ее генезис [1]. Изучение длительного изменения почвы после мелиорации позволяет разработать технические средства, которые в состоянии решить задачу устойчивого непротиворечивого управления биогеосистемой, создания в почвах дисперсных систем, позволяющих придать почве новое качество, изменить соотношение процессов седиментогенеза, педогенеза, литогенеза в пользу высокой продуктивности биологически активной фазы почвы в биосфере [1, 2, 3]. Это актуально при современном интенсивном воздействии на почву, когда способ регулирования производственного использования почв по накоплению возмущения в почвенной системе приводит к деформации производственной среды сельского хозяйства. Природопользование в производственной среде сельского хозяйства не соответствует выработанным международным сообществом принципам Sustainable Development
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г. (Рационального или Устойчивого Развития). Управление биогеосистемами следует осуществлять с учетом теории дисперсных систем и с точки зрения минимизации экологических следствий антропогенного почвообразования [2, 4].
Объект исследования
Многие почвы, ландшафтные системы в настоящее время принадлежат к маргинальным. Их в России около 30 млн га [1]. Эти почвы расположены и в зоне черноземов, и в зоне каштановых почв, однако, независимо от зональной принадлежности, общей их чертой является потребность в мелиорации. Существует еще большая опасность маргинализации других пока относительно благополучных земель. Это связано с действующими критериями потребительских свойств ландшафтов, почв, когда начало деградации системы оценивают только по уже накопленным ее признакам. Требуется отказаться от управления почвами по накоплению возмущения и осуществить превентивные меры управления такими дисперсными системами в качестве знакового условия сохранения в целом нестабильного земельного фонда РФ.
В 50-70-х годах XX века Донским сельскохозяйственным институтом (ДСХИ) и другими учреждениями были сформулированы принципы мелиорации почв путем ротационно-фрезерного рыхления мелиорируемого слоя почвы 20-50 см [3, 5, 6, 7].
Рабочая гипотеза - роторное рыхление глубоких слоев почвы, оказывающих наиболее неблагоприятное воздействие на развитие взрослых культурных растений, как альтернатива трехъярусной мелиоративной вспашке солонцовой почвы.
Предмет исследований - поиск оптимального варианта глубокой мелиоративной обработки почвы, обеспечивающей резкое увеличение длительности мелиоративного процесса на основе обеспечения стартовых ус-
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г. ловий долговременной устойчивости, создаваемых в результате мелиорации почвенного покрова.
В результате исследований предложена схема технологического процесса фрезерования и перемешивания иллювиального и подсолонцово-го карбонатного горизонтов солонца «снизу вверх» с учетом реологических свойств деформируемых упруго-пластичных сплошных сред, решена задача синтеза нового качества почвы при ее агромелиорации, выполнена серия технических решений, апробированных в различных регионах (рисунки 1-4) [1, 3, 8-10].
2 3 4 5
1 - механический привод, 2 - рыхлящий нож, 3 - редукторная стойка,
4 - ротационно-фрезерный рыхлитель иллювиального и подсолонцового горизонтов почвы, 5 - пассивный плужный корпус для обработки верхнего слоя почвы
Рисунок 1 - Плуг ПМС-70. Вид сбоку
Рисунок 2 - Почвенно-мелиоративный ротационно-фрезерный плуг ПМС-70 в процессе погружения в почву
Рисунок 3 - Почвенно-мелиоративное ротационно-фрезерное орудие
для обработки почвы ПМС-100М
Рисунок 4 - Почвенно-мелиоративное ротационно-фрезерное орудие
для обработки почвы ФС-1,3
В конце 70-х годов на базе исследований ДСХИ в СССР была запущена в серию изображенная на рисунке 5 мелиоративная машина МСП-2 Целиноградского СКБ ПЭТ [7].
Рисунок 5 - Машина МСП-2
Метод проведения исследований
Почвенно-мелиоративные стационары роторно-фрезерной обработки почв располагаются в зоне каштановых почв (темно-каштановые, каштановые, светло-каштановые). В настоящем сообщении рассмотрен материал по стационарам Ленинский путь (Дубовский район, ПМС-70, 1972 г.) и Колхоз им. XVII Партконференции (Ремонтненский район, ФС-1,3, 1976 г.).
Схема длительного стационарного эксперимента примерно одинаковая по всем стационарам:
1) контроль - отвальная обработка почвы на глубину 20-22 см (в соответствии с зональной агротехникой и рекомендациями о ведении агропромышленного производства);
2) трехъярусная обработка почвы на глубину 45 см серийным плугом ПТН-40 [11] (традиционная технология мелиорации);
3) обработка почвы ротационно-фрезерным плугом на глубину 45 см.
Повторность отборов, измерений, анализов, вариантов в эксперименте 4-кратная.
После однократного выполнения агромелиорации в вариантах 2, 3 в год закладки эксперимента весь опытный участок в течение более чем 30 лет вплоть до настоящего времени регулярно обрабатывался согласно зональной агротехнике с отвальной обработкой почвы.
В ходе исследования контролировались следующие параметры (с использованием стандартных методов исследования): морфологические и агрофизические свойства почвы (структурный анализ по Саввинову; плотность почвы буровым методом Качинского); перемешивание слоев почвы по распределению сульфата бария (рентгеновским методом); режим влажности почвы (термостатно-весовым методом); химические и физикохимические свойства почвы (анализ водной вытяжки с применением стандартных методик определения катионо-анионного состава, определение рН
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г. потенциометрическим методом при соотношении почва:вода 1:5, карбонатов - по Шейблеру, гумуса - по Тюрину с окончанием по Орлову-Гриндель, состав почвенного поглощающего комплекса (ППК) - по Пфефферу в модификации Молодцова-Игнатовой); структура почвенного покрова, биометрические параметры агрофитоценоза на закрепленных площадках.
Выполнена статистическая обработка экспериментальных данных и расчет экономических показателей возделывания сельскохозяйственных культур полевого севооборота - озимой пшеницы и ярового ячменя.
Результаты исследований
Морфологические свойства почвы. Стандартная отвальная обработка, применяемая на почвах солонцового комплекса многие десятилетия, не изменяет свойства, обусловленные природой формирования солонца.
Одним из показателей принято распределение карбонатов по профилю почвы после ее обработки. Теория мелиорации солонцов предусматривает вовлечение карбонатного горизонта почвы в процесс ее мелиорации (таблица 1).
Таблица 1 - Распределение карбонатов по профилю при различных
обработках солонцовой почвы (Колхоз им. XVIII Партконференции, 1977 г.)
Г лубина отбора образца, см До обработки, % Отвальная обработка на глубину 20-22 см (контроль), % Трехъярусная обработка почвы ПТН-40 на глубину 40-45 см, % Роторно-фрезерная обработка почвы ФС-1,3 на глубину 40-45 см, %
0-10 0,14 0,22 2,03 0,13
10-20 0,34 0,28 1,05 1,63
20-30 0,43 0,38 0,86 2,84
30-40 3,81 4,02 2,75 3,02
40-50 7,95 8,54 6,10 5,75
В варианте роторно-фрезерной обработки почвы плугом на глубину 40-45 см карбонаты практически не выносятся на поверхность почвы, они равномерно рассредоточиваются в подлежащем мелиорации слое почвы 20-45 см.
Результаты трехъярусной обработки солонцовой почвы через 30 лет
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г. стационарного эксперимента показаны на рисунке 6. На нем видны не разрушенные обработкой блоки иллювиального и подсолонцового горизонта солонца. Почва оставалась в течение длительного срока (30 лет) малопроницаемой для влаги и корней культурных растений, сохранившись после мелиорации практически без изменения как по структуре, так и цвету.
1 - блок иллювиального горизонта, 2 - блок подсолонцового горизонта солонца
Рисунок 6 - Структура солонцовой почвы в слое 20-40 см через 30 лет после окультуривания плугом ПТН-40
После обработки роторно-фрезерным орудием почва становится гомогенной и состоит из мелких однородных по размеру агрегатов на всю глубину обработки.
Степень перемешивания горизонтов почвы после роторной обработки отчетливо отображает поле рассеивания частиц почвы после ее обработки роторно-фрезерным орудием. На рисунке 7 показан вид сбоку почвы из почвенного разреза, заложенного на глубину 70 см в обработанной ПМС-70 почве. Разрез был ориентирован поперек направления прохода ПМС-70. В разрезе устанавливали приемник рентгеновского излучения. Источник излучения располагали внутри почвы на расстоянии 20-30 см и ориентировали в сторону разреза. Фрезы различного вида, в том числе 4-зубовая и Т-образная, апробировались с различными почвообрабатывающими орудиям.
4-зубовая почвенная фреза Т-образная почвенная фреза
Рисунок 7 - Рентгенограммы перемешивания слоев почвы при роторной обработке фрезами различного типа (темные точки на рентгенограммах - следы частиц сульфата бария)
Агрофизические свойства почвы. Крошение и перемешивание почвы в обрабатываемом слое характеризуют данные агрегатного состава почвы по вариантам опыта (таблица 2).
Таблица 2 - Содержание фракций 1-3 мм при различной обработке солонцовой почвы, % (Ленинский путь, 1972 г.)
Г лубина отбора образца, см Солонец до обработки, % Отвальная обработка на глубину 20-22 см (контроль),% Трехъярусная обработка почвы ПТН-40 на глубину 45 см, % Роторнофрезерная обработка почвы ПМС-70 на глубину 45 см, %
0-20 8,2 14,4 15,9 18,2
20-40 21,3 17,1 20,8 39,6
НСР05 = 9,8 %
Интерес представляют данные о фракции частиц размером 1-3 мм. Во-первых, высокое содержание этой фракции в почве после ротационной обработки - следствие особенностей воздействия на почву роторнофрезерного орудия. Во-вторых, существенным недостатком трехъярусной обработки почвы является образование глыб в процессе проведения обработки, что при роторной внутрипочвенной обработке почвы не происходит.
Размер дисперсных частиц почвы, получаемых в процессе ее роторно-фрезерной обработки, весьма значим с точки зрения почвообразования.
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г. Следовательно, управление дисперсностью почвы дает важные генетические предпосылки педогенеза.
Плотность почвы в варианте отвальной обработки на глубину 20-22 см существенно превышала критическое значение показателя для каштановых почв (1,35 г/см ). Наилучшие показатели плотности в период последействия мелиоративной обработки получены в роторном варианте обработки.
Режим влажности почвы. При стандартной зональной агротехнике в контрольном варианте обработки почвы имеют место слабое проникновение влаги внутрь почвы, перераспределение ее между элементарными почвенными ареалами, испарение с поверхности, низкая влажность большинства почв солонцового комплекса в течение вегетационного периода, физическое испарение.
После обработки ПТН-40 влага атмосферных осадков проникает в верхний горизонт и ограниченно вглубь почвы по зонам просыпания гумусового слоя.
При роторной обработке образуется рыхлый слой (глубиной до 50 см), гомогенный как по профилю почвы, так и в латеральном простирании. Ризосфера получает большую поверхность контакта с влажной почвой, растение расходует меньше энергии и пластических веществ на развитие ризосферы в почвенном континууме для получения влаги из почвы.
Химические свойства почвы. Отличительным признаком формирования почв сухой степи является галогенез. При стандартной агротехнике нет условий для освобождения почвы от легкорастворимых солей, которые продолжают влиять на современное почвообразование.
После обработки ПТН-40 внутри не разрушенных механической обработкой блоков почвы не идет развитие внутренних поверхностей, с которых продукты обменных реакций, легкорастворимые соли вовлекались
бы в активный процесс влагосолепереноса. Сохраняются устойчивые механизмы реставрации исходных солевых свойств почвы.
После роторной обработки более мощная корневая система расходует влагу из более глубокого опресненного мелиорированного слоя. Здесь интенсивно протекает фитомелиорация, идет процесс самомелиорации за счет вовлеченных в агромелиоративный процесс при роторной обработке сульфатов и карбонатов подсолонцового горизонта. Баланс легкорастворимых солей складывается так, что верхняя граница солевого горизонта смещается вглубь почвы, процесс самомелиорации становится стабильным. Свойства почв комплекса нивелируются латерально, что благоприятно сказывается на свойствах почвенной комбинации, особенно в аспекте ее сельскохозяйственного использования. Соответственно, повышается устойчивость новых агромелиоративных свойств почвы и агроландшафта.
По сравнению с контрольным вариантом, где сухой остаток в слое почвы 0-40 см составляет 0,078 % (pH = 7,4), после обработки орудием ПТН-40 он уменьшился на 19 ± 6 % и составил 0,066 % (pH = 7,3), после обработки роторным орудием - на 28 ± 8 % (0,061 %, pH = 7,1). В слое почвы 40-60 см в контрольном варианте сухой остаток составляет 0,61 % (pH = 7,9), после обработки орудием ПТН-40 - 0,46 % (pH = 7,5), после обработки роторным орудием - 0,36 % (pH = 7,2).
Содержание гумуса в каштановых почвах относительно небольшое и в среднем составляет около 3 ± 0,6 %, в солонцах - до 3 %. Традиционная агротехника приводит к тому, что количество гумуса в верхнем слое 0-20 см составляет 2 % и менее, в слое 20-40 см - 1,2 ± 0,3% (контроль). После обработки ПТН-40 эти показатели в среднем выше: в слое 0-20 см -до 2,2 %, в слое 20-40 см - до 1,3 ± 0,3 %. Эффект от мелиорации сказывается только в верхней части гумусового слоя. Просыпавшийся внутрь почвы при обработке гумусовый материал со временем минерализуется.
После роторной обработки количество гумуса в слое 20-40 см достигает 3,3 %, в слое 20-40 см - 1,9 ± 0,5%. Причем различие между вариантами более существенное, чем между каштановыми и светло-каштановыми почвами.
Физико-химические свойства почвы. В варианте отвальной обработки солонцовые почвы имеют поглощенный натрий в количестве до 19,8 % емкости катионного обмена почвы.
После трехъярусной обработки почв солонцового комплекса содержание поглощенного №+ в солонцах через 30 лет составляет 15,6 %, что несколько ниже исходного уровня.
Наилучшие показатели по составу поглощенных катионов имеет почва после обработки орудиями ПМС-70, ФС-1,3. Через 30 лет после почвенно-мелиоративной ротационно-фрезерной обработки количество поглощенного №+ составляет 10,6 % емкости катионного обмена почвы.
Биометрические параметры агрофитоценоза. В первом варианте эксперимента ризосфера развивается только в верхнем слое почвы, что стимулируется механической обработкой.
Во втором варианте ризосфера развивается в верхнем слое почвы и частично в нижележащем обработанном слое, преимущественно в зонах просыпания рыхлого поверхностного горизонта почвы после ее глубокой механической обработки.
В третьем варианте ризосфера равномерно развивается во всем обработанном слое до глубины 40-45 см почвы, образуя мощный каркас, сохраняющий новую благоприятную структуру почвы, биологически стабилизируя реакцию среды до значений pH = 7,0-7,3. Ризосфера имеет габитус, более характерный для черноземов.
Прибавка урожайности основных сельскохозяйственных культур на стационаре Ленинский путь (комплекс каштановых почв и солонцов каштановых) после однократной обработки ПМС-70 с 1972 г. по 2009 г.
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г. в среднем составила 25-60 % от уровня средней урожайности в 2,1 т/га при стандартной технологии земледелия; на стационаре Колхоз им. XVII Партконференции (комплекс светло-каштановых почв и солонцов каштановых) после обработки ФС-1,3 с 1976 г. по 2009 г. - 30-80 %.
Экономические показатели (таблица 3) для ПТН-40 рассчитаны, исходя из продолжительности агромелиоративного действия обработки, которая согласно действовавшим в момент закладки опыта нормативам составляла 10 лет. Продолжительность агромелиоративного действия обработки с помощью ПМС-70 по данным исследований была принята 30 лет. Экономические показатели обработки почв представлены на примере стационара Ленинский путь.
Таблица 3 - Влияние способа обработки почв солонцового комплекса на экономические показатели (2004-2005 с.-х. гг.)
Вариант Урожай- жай- ность, т/га Затраты технологии вы-ращива-ния Приведенные затраты амортизации технологии Условно чистый доход Себе-стоимость единицы про-продукции Уро- вень рента- бель- ности, %
руб./га
Отвальная обработка на глубину 20-22 см (контроль) 2,05 2900,00 - 3455,00 1414,6 119,1
Трехъярусная обработка почвы ПТН-40 на глубину 45 см 2,55 3400,00 300,00 4205,00 1451,0 123,7
Роторно-фрезерная обработка почвы ПМС-70 на глубину 45 см 3,98 3850,00 233,33 8254,67 1026,0 214,4
Аналогичные производственные экономические результаты имеются и на стационаре Колхоз имени XVII Партконференции.
Различия между вариантами эксперимента более значимы, чем различия почв, на которых эксперименты заложены. Причем роторная внут-рипочвенная обработка сближает уровень продуктивности каштановых и светло-каштановых почв.
Полученные результаты являются обоснованием более удаленного, чем применявшийся до настоящего времени, горизонта почвенного, биологического и экономического прогнозов управления биогеосистемами на период 10-15 и более лет. Предлагаемые инновационные технико-технологические решения фундаментально верифицированы с точки зрения почвоведения, синтеза дисперсных систем в почвах, управления соотношением процессов седименто-педо-литогенеза в ландшафтных системах.
Согласно данным испытаний [7, 8, 10], важнейшим препятствием применению роторных орудий было противоречие между высоким качеством обработки почвы этими устройствами и их низкой надежностью. Процесс обработки почвы соответствовал ее природе, а привод рабочего органа не соответствовал свойствам обрабатываемой почвы. Редуктор, выполненный в виде пассивного щелереза (чизеля), оказывал огромное тяговое сопротивление, на преодоление которого уходило от 36 до 95 % тягового баланса и от 36 до 75 % энергетического баланса устройства. Ввиду напряженного режима работы снижалась надежность агрегата.
Задача была частично решена в комбинированной машине МСП-2, редукторная стойка которой была тоньше. Однако крупным недостатком МСП-2 было низкое качество крошения почвы после обработки, поскольку машина имела подрезающий рабочий орган перед фрезером [7].
Очевидная с точки зрения почвоведения, седиментологии, литологии и теории дисперсных систем предпочтительность орудий с активными рабочими органами для долговременного управления дисперсной системой почв побудила разработку серии новых перспективных технических решений роторно-фрезерных почвенно-мелиоративных орудий [12]. Сохранено основное техническое решение прежних лет - роторный принцип внутри-почвенного рыхления почвы «снизу вверх» и перемешивания солонцового и подсолонцового горизонтов почвы.
Дополнительно решена важная задача теоретической механики, заключающаяся в передаче крутящего момента к инструменту, находящемуся внутри поступательно обрабатываемой им твердой среды без статического сопротивления обрабатываемого слоя механическому приводу инструмента. Это позволяет преодолеть принципиальный недостаток предшествующих разработок - высокое тяговое сопротивление роторных плугов с закрытой редукторной стойкой [5-7, 8, 10] (рисунок 8).
вид сбоку вид спереди
1 - привод, 2 - кольцевой фрезерный щелерез, 3 - почвенная фреза, 4 - ротор
Рисунок 8 - Роторно-фрезерное почвенно-мелиоративное устройство с активной редукторной стойкой привода
Применение активной редукторной стойки привода с кольцевым фрезерным щелерезом, который прорезает в почве щель и обеспечивает продвижения привода устройства внутри почвы без лобового сопротивления, позволило резко снизить тяговое сопротивление, энергоемкость устройства, повысить его надежность. Патент РФ прошел апробацию на международном уровне по процедуре РСТ [13], устройство признано отвечающим критерия новизны, изобретательского уровня и индустриальной применимости (рисунок 9).
Рисунок 9 - Роторно-фрезерный почвенно-мелиоративный плуг с активной редукторной стойкой привода (2008 г.)
Новый привод рабочего органа практически исключает тяговое сопротивление устройства, что обусловливает повышение производительности труда и снижение затрат энергии на обработку почвы. Большинство случаев аграрного или индустриального изменения профиля почвы и ее дисперсности являются с точки зрения почвоведения разрушительными генетическими воздействиями, производимыми без учета функций почвы как природного тела, ее дисперсной системы и долговременных аспектов динамики почвенного континуума биогеосистемы, в которую он вложен. Поэтому инновационные технические решения в области природопользования, регулирования земельного фонда РФ должны соответствовать современным теоретическим представлениям генетического почвоведения
о возможно более корректном преобразовании почвенного континуума с фундаментальных научных позиций теории дисперсных систем.
Выводы
1 Мелиорация почв с применением почвенно-мелиоративной ротационно-фрезерный обработки позволяет кардинально изменить дисперсную систему почвы, ослабить седиментацию внутренних слоев почвы и перевод органического вещества в стадию седиментации, оптимизировать гомеостаз почвы, формирующейся после агромелиорации.
2 На основе многолетних исследований на стационарных участках в условиях сухой степи установлено, что улучшение водно-физических, физико-химических и других свойств почв после однократного применения почвенно-мелиоративной ротационно-фрезерной обработки оказывает длительное положительное влияние на свойства мелиорированных почв и урожайность сельскохозяйственных культур.
3 Функционирование новой экосистемы протекает так, что период ее возврата в регионально обусловленное состояние удлиняется. Устойчивость биогеосистемы в новом качестве надо характеризовать как высокую и длительную, в чем и есть рекреационная сущность биогеосистемотехники, ее стабильных экономических показателей и социального эффекта.
4 На основе фундаментальных представлений почвоведения, седи-ментологии, литологии показана предпочтительность орудий с активными рабочими органами для основной внутрипочвенной мелиоративной обработки почв. Разработана серия новых перспективных технических решений почвенно-мелиоративных роторно-фрезерных орудий, предложена инновационная программа внедрения институциональных технических решений, обеспечивающих корректное преобразование почвенного континуума с позиций теории дисперсных систем.
Список использованных источников
1 Изменение почв солонцового комплекса за 30-летний период после отвальной, трехъярусной и нового приема роторно-фрезерной обработки / В. П. Калиниченко [и др.] // Почвоведение. - 2011. - № 8. - С. 1010-1022.
2 Лисецкий, Ф. Н. Агрогенная трансформация почв сухостепной зоны под влиянием античного и современного этапов землепользования / Ф. Н. Лисецкий // Почвоведение. - 2008. - № 8. - C. 913-927.
3 Минкин, М. Б. Солонцы юго-востока Ростовской области / М. Б. Минкин, В. М. Бабушкин, П. А. Садименко. - Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1980. - 271 с.
4 Glazovskaya, M. A. Problems and methods of assessment of the ecogeochemical resilience of soils and the soil cover towards technogenic impacts // Eurasian Soil Science. - 1999. - Т. 32. - № 1. - С. 99-108.
5 Результаты испытаний орудий для обработки солонцов / Н. Б. Бок [и др.] // Тез. докл. на Всесоюзном научно-техническом совещании. - Ростов н/Д, 1976. - С. 120-121.
6 Вакулин, А. А. Обработка солонцов роторным орудием / А. А. Ва-кулин, В. В. Кириллов, А. И. Кобзарев // Доклады ВАСХНИЛ. - 1972. -№ 2. - С. 41-43.
7 Шаршак, В. К. Оценка машин и орудий для основной обработки солонцовых почв / В. К. Шаршак // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1987. - № 3. - С. 17-19.
8 Протокол ведомственных испытаний фрезы солонцовой ФС-1,3 / Министерство сельского хозяйства РСФСР; Всесоюзный научноисследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства; Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Донской сельскохозяйственный институт. - Зерноград, 1977. - 14 с.
9 Способ обработки почвы: а.с. 353665 СССР: МПК A01B13/16, A01B79/00/ Ф. А. Миронченко, В. П. Плетнев. - № 1386919/30-15; заявл. 18.11.69, Бюл. № 30. - 2 с.
10 Акт 24-39В...42-89В (9069110-9069114) Государственных сравнительных испытаний солонцовых орудий ПЯС-1.4; ПЯС-4-35; МСП-2;
ПС-3-40 / Северо-Кавказская государственная машиноиспытательная станция. - Зерноград, 1989. - 21 с.
11 Плуг для ярусной обработки почвы: а.с. 98815 СССР / В. Л. Гар-бузенко. - № 563/448246; заявл. 13.08.52; Бюл. № 8. - 3 с.
12 Устройство для ротационного внутрипочвенного рыхления: пат. 2376737 Рос. Федерация: МПК А01В 33/02 (2006.01), А01В 49/02 (2006.01) / Калиниченко В. П.; заявитель и патентообладатель Институт плодородия почв юга России (ИППЮР). - № 2008118583; заявл. 08.05.08; опубл. 27.12.09, Бюл. № 36. - 8 с.
13 Rotating cultivator for under-humus soil layer. The international Bureau of WIPO. Geneva. Switzerland. Patent cooperation treaty WO 2005/099427 А1. International application: PCT RU/2005/000195. Classification of subject matter: А01В 13/08, 13/16, 49/02. International filing date: 15 April 2005 (15.04.2005). International publication date: 27 October 2005 (27.10.2005). Priority date: 2004111564 16 April 2004 (16.04.2004) RU. Applicant: Institut Plodorodiya Pochv Uga Rossii (IPPYUR).
Шаршак Владимир Константинович - доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», профессор кафедры процессов и аппаратов пищевых производств.
Контактный телефон: +79034623564. E-mail: [email protected]
Sharshak Vladimir Konstantinovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Professor of Chair of Processes and Apparatus for Food Production.
Contact telephone number: +79034623564. E-mail: [email protected]
Ладан Евгений Пантелеймонович - кандидат технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», доцент кафедры механизации и электрификации сельскохозяйственного производства.
Контактный телефон: (86360)36190. E-mail: [email protected]
Ladan Yevgeniy Panteleymonovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Associate Professor of Chair of Agricultural Industry Mechanization and Electrification.
Contact telephone number: (86360)36190. E-mail: [email protected]
Калиниченко Валерий Петрович - доктор биологических наук, профессор, Институт плодородия почв юга России, директор; Федеральное государственное бюджетное об-
разовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», заведующий кафедрой земледелия и мелиорации. Контактный телефон: +79185333041. E-mail: [email protected]
Kalinichenko Valeriy Petrovich - Doctor of Biological Sciences, Professor, Institute of Soil fertility in the Southern regions of Russia, Director; Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Head of Chair of Agriculture and Land Reclamation.
Contact telephone number: +79185333041. E-mail: [email protected]
Зинченко Владимир Евгеньевич - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Государственное научное учреждение «Донской научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук, директор. Контактный телефон: +79604458485. E-mail: [email protected]
Zinchenko Vladimir Yevgenyevich - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, State Scientific Establishment “Don Scientific-Research Institute of Agriculture”, Director.
Contact telephone number: +79604458485. E-mail: [email protected]
Черненко Владимир Владимирович - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», доцент кафедры земледелия и мелиорации.
Контактный телефон: +79064259586. E-mail: [email protected]
Chernenko Vladimir Vladimirovich - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Associate Professor of Chair of Agriculture and Land Reclamation.
Contact telephone number: +79064259586. E-mail: [email protected]
Миронченко Сергей Федорович - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет, доцент кафедры земледелия и мелиорации.
Контактный телефон: +79281075542. E-mail: [email protected]
Mironchenko Sergey Fedorovich - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Associate Professor of Chair of Agriculture and Land Reclamation. Contact telephone number: +79281075542. E-mail: [email protected]
Илларионов Виктор Васильевич - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», старший преподаватель кафедры механизации и электрификации сельскохозяйственного производства.
Контактный телефон: (86360)36190. E-mail: [email protected]
Illarionov Viktor Vasilyevich -Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Senior Lecturer of Chair of Agricultural Industry Mechanization and Electrification.
Contact telephone number: (86360)36190. E-mail: [email protected]
Генев Евгений Дмитриевич - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государствен-
ный аграрный университет», старший преподаватель кафедры механизации и электрификации сельскохозяйственного производства.
Контактный телефон: (86360)36190. E-mail: [email protected]
Genev Yevgeniy Dmitriyevich - Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Senior Lecturer of Chair of Agricultural Industry Mechanization and Electrification.
Contact telephone number: (86360)36190. E-mail: [email protected]
Киппель Евгений Викторович - Институт плодородия почв юга России, эксперт; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», аспирант кафедры земледелия и мелиорации.
Контактный телефон: +79882585035. E-mail: [email protected]
Kippel Yevgeniy Viktorovich - Institute of Soil fertility in the Southern regions of Russia, expert; Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Postgraduate Student of Chair of Agriculture and Land Reclamation.
Contact telephone number: +79882585035. E-mail: [email protected]
Стацко Виталий Александрович - Институт плодородия почв юга России, эксперт; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», магистрант кафедры земледелия и мелиорации.
Контактный телефон: +79185333041. E-mail: [email protected]
Statsko Vitaliy Aleksandrovich - Institute of Soil fertility in the Southern regions of Russia, expert; Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Graduate Student of Chair of Agriculture and Land Reclamation.
Contact telephone number: +79185333041. E-mail: [email protected]
