Способы обработки почв в целях борьбы с образованием поверхностной корки

Influence of detonation treatment on the washing of salted, gypsed and meadow-saz soils
Цитировать:
Cулаймонов О.Н., Аскаров Х.Х., Йигиталиев Д.Т. Способы обработки почв в целях борьбы с образованием поверхностной корки // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. № 7 (73). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/9856 (дата обращения: 28.01.2021).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В статье приведены изменения общефизических, водно-физических и агрохимических свойств орошаемых среднезасолённых арзыково-шоховых лугово-сазовых почв Центральной Ферганы при обработке газодинамическим рыхлителем почв.

ABSTRACT

The article change in the general physical, water-physical and agrochemical properties of irrigated medium-saline arzik-shox meadow-saz soils of Central Fergana when treated with a gas-dynamic soil softener is proved.

 

Ключевые слова: водо- и воздухопроницаемость почв, плотно цементированный слой, низкий уровень, объём проницаемости, количество солей, сухой остаток, электропроводность, концентрация, уровень грунтовых вод, засолённость.

Keywords: water and air permeability of soil, dense cemented layer, fertility rate, absorption capacity, amount of salts, dry residue, electrical conductivity, concentration, groundwater level, salinity.

 

Введение: Одной из наиболее трудоемких, сложных и ответственных технологических операций в процессе выращивания сельскохозяйственных культур, в том числе хлопчатника, является рыхление поверхности почв и разрушение появляющейся при определенных условиях почвенной корки.

Почвенная корка является серьезной проблемой в хлопководстве и борьба с ней должна проводиться в крайне сжатые сроки, с расчетом завершения ее в течение 1-2 дней.

Как видно из приведенных материалов  непосредственное воздействие на поверхности почв весной, в процессе возделывания хлопчатника, в частности, в условиях оро­шаемых луговых сазовых почв, за исключениям механического разрушения поч­венной корки, не было достаточно изучено.

Ведь известно, что влияние тех или иных физических, механических и других факторов на почвы отражается на ее плодородии.

В частности, теоретическими и экспериментальными исследованиями Р.Ж. Тожиева (1993) доказано влияние обработки почв установкой ГДРП на ряд ее свой­ств. Также, в лабораторных условиях им получены результаты эффективного влияния установки ГДРП на разрушение почвенной корки.

Образование почвенной корки в орошаемых почвах Центральной Азии, прежде всего, связано недостаточной водоупорной прочностью агрегатов и обильными весенними осадками. Известно, что на­иболее мощная и прочная корка образуется на глинистых и сугли­нистых почвах.

Почвенная корка, которая образуется до появления всходов хлопчатника, если ее не разрушить,  вызывает изреженность посевов, уменьшение густоты стояния растений и урожая хлопка-сырца.

При холодной и влажной весне почвенная корка приводит к увеличению заболевания хлопчатника корневой гнилью. Гибель всходов хлопчатника под давлением почвенной корки в производственных условиях вы­зывает необходимость подсевов и пересевов на больших площадях.

 

 

Рисунок 1. Структура почвы

1 – глинистые частицы (состоят из очень мелких твердых частиц);

2– уплотненные коллоиды;

3– более крупные твердые частицы (зёрна песка);

4 – поры, занятые частично газом (воздух и др.), частично водой.

 

 

Рисунок 2. Схема единичной частицы почвы

 

 

Рисунок 3. Взаимное расположение нескольких твердых частиц

 

В условиях орошаемого земледелия Центральной Азии борьба с почвенной коркой - важная часть агротехнических мероприятий. Как было указано выше, факторами, вызывающими образование почвенной корки, служат осадки, особенно ливневые и жара.

На рис. 1,2 и 3. показаны схемы и структура тяжелой по механичес­кому, составу почвы до образования корки. После полива и обильных дождей, газовые включения в порах замещаются водой. При последующем интенсивном испарении воды (солнечная, жаркая погода) вода из пор переходит в атмосфе­ру, а приток воздуха в освобождающиеся поры затруднен. В ре­зультате в порах понижается давление, т.е. создается разрушение. Атмосферное давление снимает освободившиеся от воды поры и грунт в нем уплотняется. Так возникает уплотненная и крепкая почвенная корка (Тожиев, 1993).

Почвы нашего региона характеризуются малым содержанием гумуса, сое­динений азота, фосфора, непрочной комковатой структурой и интенсивной минерализацией органического вещества. Они также обладают слабой водоупорной прочностью и низкой оструктуренностью.

Эти почвы способствуют образованию на них после полива и выпадения осадков прочной почвенной корки. Мощность и прочность почвенной корки возрастают на почвах с тяжелым механическим сос­тавом, на тяжелосуглинистых, глинистых и серо-бурых почвах.

За­соление и солонцеватость также повышает склонность почв к об­разованию почвенной корки. Например, на целинных и легкосуглинистых светлых сероземах мощность корки составляет 0,3- 0,5 см., на светлых и типичных сероземах - 0,8- 1,5 см, на слабо засолен­ных такырных почвах суглинистого и глинистого механического составов 2,5- 4,5 см.

Как видно из рис.1,2,3 в зависимости от типа почвы толщина почвенной корки может колебаться от 1,0 см до 4,0 см, а ширина трещин - от 0,5  до 3,0 см.

С. Н. Рыжов показал, что повышеннаякорбонатость серо­земных почв не оказывает заметного влияния на процессы коркообразования при наличии прочности структуры и отсутствии пере­сыхания верхнего горизонта.

Н.И. Горбунов и Н.Е. Бекаревич установили, что отсутствие прочной структуры приведет к образованию мощной и злостной почвенной корки при прочих равных условиях (СулаймоновО.Н., Аскаров, 2016).

Известно также отрицательное действие почвенной корки на водопроницаемость, воздухоемкость и влажность почвы.

Отрицательное влияние почвенной корки на урожай, особенно на бесструктурных почвах, было подмечено давно.

Образование почвенной корки и меры борьбы с ней начали изучать в пе­риод организации научно-исследовательских работ по хлопководству (1926-1932 г.г.) и на сегодняшний день они актуальны.

За период с 1955 по 1970 г.г. появились работы по применению на посе­вах хлопчатника химических препаратов против образования поч­венной корки, в частности в работах В.Б. Гуссака, К.П. Паганяса (1964), У.Я. Стамоса (1966) и др. был изучен полимер К-4. Агротехническими опытами установлено, что на участке, где была произведена обработка этим препаратом, на десятый день процент всходов составил 94,1 против 85,8 в контроле. Однако, в настоящее время полимер К-4 является пока еще дорогим препаратом и по этой причине не используется(Сулаймонов О.Н., Аскаров Х.Х., Йигиталиев Д.Т., 2019).

В литературе имеются сведения о снижении отрицательного дей­ствия почвенной корки на всходы хлопчатника в результате приме­нения севооборотов, доброкачественных семян для посева и задел­ки их на оптимальную глубину, обогащения почвы органическими веществами, мульчирования рядков песком или навозом на тяжелых почвах (СулаймоновО.Н., Аскаров Х.Х.).

Несмотря на то, что в условиях Центральной Азии при возделы­вании хлопчатника много внимания уделялось изучению причин об­разования почвенной корки, предлагались меры по снижению вред­ного действия ее на всходы хлопчатника и борьбе с ней, на сегод­няшний день нет ясных рекомендаций для производства, кроме при­менения механических способов, а тем более мероприятий, полностью исключающих вредное действие почвенной корки на растения.

В работе А.Тухтакузиев  и др. (2001) рекомендован целый ряд способов борьбы с коркой; механический с использованием ротационной мо­тыги, бороны "зигзаг", французской бороны и др.; ручной с ис­пользованием подручных средств (деревянной доски с колышками, сухих веток, граблей или урака, отмочка корки путем пропуска воды и даже прогон по полю стада овец) в зависимости от толщины корки.

Результаты и их обсуждение: Анализ литературы на данную тему показывает, что рыхление и разрушение почвенной корки производится, в основном, двумя способами: ручным и механизированным.

Ручная обработка почвенной корки и рыхление поверхности почвы является трудоемкой операцией с низкой производительностью и выполнять ее приходится в тяжелых условиях. Рыхление почвен­ной корки, а также поверхности почв должно проводиться быстрыми темпами в течение 3-4 дней. Однако, несмотря на привлечение большего количества людей и увеличение продолжительности их рабочего дня, не удается обработать поля, где образована корка, в сжатые сроки.

Механизированный способ обработки почвенной корки и рыхление поверхности производится боронованием с помощью зубчатых, сетчатых борон, катками и ротационной мотыгой (Тухтакузиев, Садиков, 2001).

Разрушение почвенной корки и рыхление поверхности указанны­ми боронами проводится на полях, где еще не появились всходы. Причем боронование нужно проводить поперек рядков в один след. Каждое звено зубчатых борон состоит из нескольких прямых зубь­ев, имеющих в поперечном сечении четырехгранную форму. При ус­тановке ребра зуба ориентируются в продольно-вертикальной плос­кости таким образом, что зуб бороны (по направлению движения) работал как двугранный клин.

Так же обработка почв в целях рыхления поверхности и разру­шения корки производится универсальными сетчатыми боронами, основным недостатком которых при разрушении почвенной кор­ки является то, что нагрузка, приходящаяся на один зуб не вели­ка, поэтому крепкая корка не разрушается. Кроме того, поврежда­ются всходы, извлекаются на поверхность семена и в итоге не обес­печивается качественная обработка. Сетчатые бороны то­же имеют аналогичные конструктивные и технологические недостат­ки, как и у зубчатых борон.

В последнее время, наряду с указанными приспособлениями для разрушения почвенной корки используются катки разного типа: гладкие, ребристые, кольчатые, кольчато-штифтовые. Катки разрушают слабые, и тонкие корки, но при этом вместо рыхления катки иногда уплотняют почву. В результате повреждаются растения.

Для разрушения корки применяют также на­весную ротационную мотыгу МВХ-5.4.

Основной рабочий орган ротационной мотыги - вращающаяся игольчатая звездочка, свободно насаженная на ось вращения. В основном исследованы кинематика дви­жения зуба ротационной звездочки, размеры и другие параметры.

Ротационная звездочка состоит из отдельных зубьев, распо­ложенных на диске и имеющих определенную ширину захвата. Зубья выполнены в виде криволинейного клина с заданным радиусом кри­визны. Вращаясь вокруг своего центра, звездочка (зуб) соверша­ет одновременно поступательное движение в направлении рядков сева при задан­ной глубине хода зуба.

Движение ротационной звездочки можно рассматривать как дви­жение плоской системы в вертикально-продольной плоскости.

Исследования кинематики зуба ротационной звездочки были про­ведены в работе Сергиенко В.А. (1978), а влияние режима ее работы на степень крошения почвы и повреждаемость хлопчатника X. Иргашевым (1964), но без учета технологи­ческого процесса воздействия геометрической формы зуба на поч­ву. П.А.Самойлов рекомендует применять игольчатые диски с остро заточенными зубьями, но какой "остроты" заточки должен быть зуб, автор не оговаривает. Исследованиями В.А. Сергиенко выявлено, что ротационные звездочки с закругленной формой конца зуба, как например, на рота­ционных звездочках культиватора КД марки КДР, теряли способность заглубляться, особенно при пересушенной почвенной корке. Прину­дительное же их заглубление приводит к увеличению повреждаемости рас­тений, тяговому сопротивлению и другим нежелательным явлениям. В связи с этим, в работе была поставлена задача уточнить не­которые параметры ротационной звездочки, в частности влияние геометрической формы конца зуба на степень разрушения почвенной корки, повреждаемость растений, забиваемость комьями почвы и др(Сулаймонов О.Н., Аскаров Х.Х., Йигиталиев Д.Т., 2019).

Для определения степени крошения почвенной корки ротационны­ми звездочками В.А. Сергиенко предложил новую методику с помощью ортогонального фотографирования поверхности поля до и после об­работки с наложением на поверхность масштабной сетки.

Как показали опыты, степень разрушения почвенной корки должна быть в пределах 70-80%. Это исключает губительное действие поч­венной корки на молодые проростки.

Зависимость степени крошения почвенной корки от глубины обработки при разной расстановке зубьев звездочки показывает, что с увеличением глубины обработки увеличивается степень крошения. Это приводит к увеличению повреждаемости растений.

В настоящей работе предложено решение этой задачи воздейст­вием ударной, воздушной волны и следующим за ней потоком продук­тов детонации без контакта какого-либо инструмента с почвой. В качестве энергонесущей среды выбраны топливовоздушные смеси, способные детонировать в трубах.

Итак, после выбора силового воздействия необходимо теорети­чески спрогнозировать механизм разрушения почвенной корки и рыхления почв и выявить основные качественные и количественные закономерности этого процесса. С этой целью разработа­но (Тожиев,1993) физико-математическое описание процесса деформирования корки с последующей реализацией расчета на ЭВМ и выяв­лением присущих этому механизму свойств. В случае топливовоздушных смесей степень сжатия достигает 35¸36 атм. Для сравнения напомним, что для человека превышение атмос­ферного давления на 0,2-0,3 атм. за короткое время - смертельно. В связи с этим, одной из задач данной работы является детальное изучение последствий действия ударных волн на агрофизические и агрохимические свойства почв.

Кроме этого, как выяснилось уже в ходе исследования, измене­ние бактериального состава почвы влечет за собой химические и физические изменения, что также было включено в круг исследуе­мых задач.

Ну и очевидной становится постановка исследования агротехни­ческих последствий ударно-волнового воздействия на почву (и на семена растений, находящиеся в почве при обработке). Именно агро­технический эффект является целью изысканий, без него исследо­вания теряют всякий смысл. Поэтому далее уделено большое внима­ние этой задаче.

Надо отметить, что перечисленные задачи представляют собой необходимое сочетание для принятия того или иного заключения об исследуемой технологии. Главная же трудность  в изложении результатов излагаемых ниже ис­следований заключалась в том, что в литературе практически отсутствуют какие-либо публикации на избранную тему, кроме работ  Р.Ж. Тожиева.

Заключение

1. Образование почвенной корки объясняют разрушением структуры поверхностного слоя пахотного горизонта в результате механического воздействия выпадающих дождей, действия поливных вод и быстрого высыхания поверхности почвы в условиях сухого и жаркого климата.

2. Образование почвенной корки в орошаемых почвах Центральной Азии также связано c недостаточной водоупорной прочностью почвенных агрегатов и обильными весенними осадками. Известно, что на­иболее мощная и прочная корка образуется на глинистых и сугли­нистых почвах.

Почвенная корка, которая образуется до появления всходов хлопчатника, если ее не разрушить,  вызывает изреженность посевов, уменьшение густоты стояния растений и урожая хлопка-сырца.

3. Анализ отечественных и зарубежных источников на данную тему показывает, что рыхление и разрушение почвенной корки производится, в основном, двумя способами: ручным и механизированным.

Ручная обработка почвенной корки и рыхление поверхности почвы является трудоемкой операцией с низкой производительностью и выполнять ее приходится в тяжелых условиях. Рыхление почвен­ной корки, а так же поверхности почв должно проводиться быстрыми темпами в течение 3-4 дней.

4.Существующие методы механизированного разрушения почвенной корки предполагают непосредственный контакт инструмента (зуба бороны, иглы роторной) с почвой при котором создаются сдвиговые напряжения в разрушаемом слое, в результате чего происходит повреждение посевов сельскохозяйственных культур.

 

Список литературы:
1. Тожиев Р.Ж. Механико-технологические решения бесконтактного воздействия на почву и растения с разработкой газодетонационных агрегатов для высокоэффективного возделывания хлопчатника. Дисс. док.техн. наук, Фергана-1993, 351 с.
2. СулаймоновО.Н., Аскаров Х.Х. Влияние газодетонационных волн на мелиоративные свойства засолённых почв. Сборник статей XI Международная научно-практическая конференция "Аграрная наука - сельскому хозяйству" г.Барнаул, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет",2016, с. 245-246.
3. СулаймоновО.Н., Аскаров Х.Х. Нетрадиционно-инновационные методы обработки почв.Актуальная наука Международный научный журнал. №9 (26) 2019.-С.34-378.
4. СулаймоновО.Н., Аскаров Х.Х., Йигиталиев Д.Т.Влияние детонационной обработки на свойства орашаемых луговых сазовыхпочв и урожайность хлопчатника Актуальная наука Международный научный журнал. № 9 (26) 2019, 78-90 стр.
5. Тухтакузиев А., Садыков Р. Ротационная борона с вертикальной осью вращения// Журнал Аграрная наука. Москва, №2. 2001,– с.27-29.

 

Информация об авторах

канд. с.-х. наук, доцент кафедры «Технология хранения и первичной переработки сельскохозяйственной продукции, Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана

candidate of agricultural Sciences, associate Professor of the Department " Technology of storage and primary processing of agricultural products”, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana

ассистент кафедры «Технология хранения и первичной переработки сельскохозяйственной продукции» Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана

assistant of the Department " Technology of storage and primary processing of agricultural products” Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana

ассистент кафедры «Технология хранения и первичной переработки сельскохозяйственной продукции» Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана

assistant of the Department "Technology of storage and primary processing of agricultural products” Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top