Повышение эффективности обработки в условиях мелиоративного земледелия

The necessity of biological and biosphere comprehension of the processes taking place in the soil as a result of its cultivation is considered in the article. It is stated that for the process of ploughing by means of aeration drainage and ripping of compacted subsurface layer of soil, optimal parameters of aeration drainage and deep ripper have been duly tested and worked out. Technique of ploughing by means of aeration drainage and ripping of compacted subsurface layer of soil by deep ripper has been justified; which, in its turn, allows to enhance agrotechnical performance of agricultural implements with least expenditure of time and costs. Apart from this, environmental conditions are improved, rates of irrigation and washing of soil are reduced down to 30%, the ground-water level as well as process of salinization of soil are hampered and efficiently thwarted. Technical and economic studies have proved that ploughing of soil by means of aeration drainage promotes reduction of operating costs down to 30%, provides optimal water-air level of soil in arid zone and raises the level of crop capacity of cotton plant up to 10 quintals per hectare.

В современных условиях самым распространенным способом создания благоприятных условий для произрастания культурных растений остается механическая обработка почвы. Повышения эффективности производства сельскохозяйственной продукции и обеспечение населения продуктами питания требует использования современных высокопроизводительных и экономичных сельскохозяйственных машин. В настоящее время особенно актуальны для сельскохозяйственного производства задачи энерго- и ресурсосбережения. Так на единицу конечной продукции в России расходуется в 5 раз больше энергии и в 4 раза больше металла, чем в США. Затраты на основную обработку почвы составляют значительную долю (до 40%) в себестоимости сельскохозяйственной продукции и в основном определяют конкурентоспособность конечного продукта. Основная обработка почвы - наиболее энергоемкая и трудоемкая операция при возделывании сельскохозяйственных культур, является распространенным способом воздействия на почву с целью создания условий наиболее благоприятных для произрастания культурных растений. Основными направлениями совершенствования почвообрабатывающих орудий являются повышение качества обработки почвы и снижение затрат энергии и материалов на её проведение. Одним из направлений совершенствование конструкций почвообрабатывающих орудий с целью снижения энергоемкости и материалоемкости обработки почвы является оптимизация конструктивных параметров отдельных деталей с учетом реальных сил, действующих на них. При выполнении технологического процесса рабочие органы орудий для основной обработки почвы подвергаются силовому нагружению по величине значительно превышающему силовое нагружение рабочих органов других почвообрабатывающих орудий. Поэтому к прочности отдельных деталей рабочих органов орудий для основной обработки почвы предъявляются особые требования (В.А.Понуровский, 2007).

И.П. Макаров и А.С. Кушнарев в своих работах установили, что в уплотненных почвах после полива запас влаги в активном слое почвы на 250-300 м³/га ниже, чем на уплотненых. Следовательно, снижение объема аккумуляции влаги обеспечивает растение влагой лишь в течение 10 дней. Культура хлопчатника весьма тепло- и влаголюбимая. Академик И.П.Макаров и его сотрудники на достаточно высоком уровне изучали уплотненные и суглинистые, и глинистые почвы и установили негативные последствия для роста и развития сельхозкультур, которые сводятся к следующему: ухудшение проникновения воздуха и воды в почву; прекращение доступности минеральных удобрений; снижение процесса разложения растительных остатков; трехкратное увеличение плотности; слабое развитие корневой системы; а также высокая амплитуда колебаний температуры почвы, вседствие чего уменьшается биологическая активность почвы на всем протяжении вегетации сельскохозяйственных культур. Следовательно, охрано почв от вреднего избыточного уплотнения имеет прямое отношение к важнейшей экологической проблеме.

Современное земледелие на такой огромной территории, как страны СНГ, нуждается в различных рабочих органах и орудиях как для основной, так и для поверхностной обработки почвы. Внедрение интенсивных технологий с ипользованием энергонасыщенных и тяжелых агрегатов увеличило уплотнение почвогрунтов и ускорило образование почвенной уплотненной подошвы. В числе важнейших показателей плодородия, таких, как глубина пахотного слоя, кислотность почвенной среды, запасы подвижных элементов питания, на первом месте стоит содержание в почве гумуса и свежего органического вещества, его качественное состояние. Для улучшения таких почв применяют рыхлители, щелеватели и кротователи. По данным Н.П.Юрченкова, глубокое рыхление дренированных тяжелых почвогрунтов в сочетании с внесением извести и удобрений разуплотняет подпахотные слои, повышает приточность к дренам, что способствует аккумуляции продуктивной влаги, глубокому проникновению корневой системы растений.

Для удовлетворения изложенных требований нами были разработаны специальные, универсальные рыхлители-кротователи новой конструкции, защищенные авторским свидетельством №1751263.

Раскопки дрен позволили прийти к выводу, что в почвах с тяжелым механическим составам, основной приток к дренам происходил через наружные стенки, т.к. коэффициент фильтрации грунта в междренном пространстве был менее чем в монолите. Однако, благодаря наличию двух спаренных кротовин, интенсивность поступления воды в дрены была значительно больше чем в одиночные дрены. Следует отметить, что при данной конструкции аэрационного дренажа количество воды, отводимой дренажем по сравнению с притоком воды непосредственно через щель в дрену, уменьшилась и практически определялось фильтрационными способностями грунта. Благодаря такой конструкции аэрационного дренажа, схема притока воды к дренам значительно изменилась, что позволило снизить градиент напора, а следовательно, и предотвратить суффозионный вынос частиц грунта. В области земледелия разработаны: ресурсосберегающие приемы основной обработки на тяжелых почвах Туркменистана с использованием новых орудий для механической обработки почвы, позволяющие экономить 27,0 % дизельного топлива при полной ликвидации смыва почвы; эффективные ресурсосберегающие способы, обеспечивающие при сохранении высокой продуктивности хлопчатника экономию материально-технических ресурсов до 40% по сравнению с традиционным механическим. Полости дрен были весьма устойчивы.

Таким образом, в конструктивном плане рыхление-кротование вполне эффективно как агромелиоративный прием, улучшающий водно-физические свойства почвы на глубине 50-60 см в комбинации с материальным дренажем. Проводимость почвы находится в прямой связи с коэффициентом фильтрации и остаточной разрыхленностью почвы. Технология нарезки аэрационного дренажа разработана с учетом грунтовых условий и биологических требований к развитию корневой системы хлопчатника. Известно, что усилие резания грунта на докритической глубине на 20-25% менее чем при закритической, т.е. используя данный эффект в конструкции ножа можем снизить тяговое усилие по сравнению со сплошным ножом. Технико-экономические расчеты показали, что нарезка аэрационного дренажа позволяет снизить эксплуатационные расходы до 30%, сократить поливную норму на 20%, обеспечить оптимальной водно-воздушной режим почвы в аридной зоне и повышает урожайность хлопчатника до 10 ц\га.