Уплотнении почвы: «тихий вор» на ваших полях
Однажды знакомый агроном, чтобы наглядно показать – насколько уплотнилась почва, заехал на убранное сентябрьское поле и проехал несколько километров по нему на своей легковушке. Не застрял в пашне ни разу. Уплотнение почвы в результате воздействия сельскохозяйственных машин постепенно убивало пашню, превращая ее в аналог грунтовой дороги.
Фермеры всего мира упорно ищут новые технологические решения, чтобы свести к минимуму уплотнение почвы. Легкие автономные транспортные средства в недалеком будущем, похоже, могут оказаться одним из таких решений. Во всяком случае Брэди Бьёрнсон, старший менеджер компании Topcon Agriculture придерживается такого мнения.
По его словам, длительные и обширные исследования, проводившиеся компанией, однозначно подтвердили заметное влияние уплотнения почв на урожайность и рентабельность сельского хозяйства. Уплотнение почвы снижает эффективность сельскохозяйственного производства, увеличивает затраты на обработку полей, способствует снижению урожайности. Исследования, проведенные в Великобритании, показали, что предотвращение уплотнения почвы увеличивает общую прибыль более чем на 132 доллара с гектара. В ходе опроса также выяснилось другое важное обстоятельство: фермеры, как правило, не знают, на какой площади своих угодий они реально уже уплотнили почву и тем самым сократили урожайность. Между тем, ученые из Пражского университета естествознания под руководством профессора М. Крулика в 2009 году провели исследования уплотнения почвы в свеклосеющем хозяйстве. Запись треков движения всей техники по полю в течение года показала, что почти на 90% поля есть колеи, оставленными сельхозмашинами.
При этом средний вес трактора составляет порядка 10-20 т, зерноуборочный комбайн — до 30 т, а самоходный свеклоуборочный — 50-60 т. В среднем техника выезжает на поля около 12-15 раз за сезон.
Уплотнение почвы росло с каждым годом, превратившись в последнее время в «тихого вора», который отнимает у сельхозпроизводителя солидную часть урожая.
Посчитать уплотнения
Определить уплотнение и его глубины можно с помощью пенетрометра. Этот инструмент позволяет фермеру измерить участок, где произошло уплотнение почвы, глубину, на которой оно сформировалось и усилие, которое потребуется для проникновения в этот слой для его разрушения.
Многие компании-производители в последние годы стали создавать датчики и целые системы, позволяющие оценить состояние полей и выбрать подходящий способ и агрегаты для борьбы с уплотнением почвы. На рынке уже представлены датчики вращения и цилиндрические преобразователи систем, откалиброванные для стандартных условий, а также ультразвуковые датчики, обеспечивающие обратную связь в реальном времени для корректировки глубины обработки почвы. И такие датчики, видимо, станут особенно востребованы там, где от мощной и тяжелой техники отказаться будет сложно.
Оптимизация, «одноразмерный» технопарк и гусеницы
Во многих странах с большими площадями полей традиционно применяется мощная и тяжелая сельхозтехника. Крупное сельское хозяйство Северной Америки, России, Канады, где поля в 1000 акров являются нормой, требует именно таких агрегатов. Но если отказаться от тяжелой техники нет возможности, может, стоит подумать о «правильных маршрутах» для тяжелых тракторов и комбайнов?
Как показал опыт, частично сократить уплотнение можно за счет дистанционного управление сельскохозяйственными машинами с оптимизацией маршрутов ее движения по полю. Заметную пользу может принести и подбор сельскохозяйственных машин с одинаковой шириной колеи. Это обеспечит уплотнение почвы только на небольшой части поля, оставляя остальную его часть нетронутой. Например, в США такой подбор является обычной практикой с учетом того, что большинство сельскохозяйственной техники обладает базой в 30 или 40 футов.
Кроме этого, механизаторы могут использовать шины сверхнизкого давления и шины повышенной флотации (SFT). А при замене комбайнов можно начать приобретать машины на гусеничном ходу. Сейчас такие комбайны становятся все более популярными и в Северной Америке, и в Европе. Ведущие американские производители отгружают на внутренний рынок уже каждый третий-четвертый комбайн на гусеничном ходу.
Российский опыт
В России накоплен собственный опыт снижения давления на почву — установка сдвоенных и строенных колес, который активно использовался в 80-е годы прошлого столетия. Применение сдвоенных колес снизило удельное давление на почву на 20-50 %, а проходимость агрегатов и их тяговое усилие при этом увеличивались.
Об этом опыте вспомнили, когда уплотнение почвы стало реальной проблемой. Сейчас практически все современные заводы-изготовители сельхозмашин устанавливают сдвоенные колеса на тракторы. Так, в базовой комплектации тракторов RSM 2375 от компании «Ростсельмаш» предлагается спарка на 710 и 520 радиус колес. Дополнительно на этих тракторах возможна установка строенной резины, что в 4 раза снижает давление на почву.
У тракторов «Кировец» спаренные колеса предлагаются в качестве опции. Сдвоенные колеса – более экономичный вариант, но прежде, чем принять решение, нужно учесть несколько факторов. Прежде всего, увеличение габаритов. Например, на сдвоенной резине габарит машины по колесам составляет около 3,8 м, а на строенной — 5,5 м. И эти размеры уже за пределами разрешенных транспортных габаритов. Значит, передвигаться без проблем по дорогам общего пользования не получится. И надо заранее подумать о том, как доставлять технику от одного поля к другому.
Впрочем, вряд ли удастся окончательно решить проблему переуплотнения, только меняя отношение к сельхозтехнике. Справиться с «почвенной подошвой», вернуть почву в хорошо агрегированное состояние невозможно без восстановления почвенной биоты. Сделать это можно с помощью органических удобрений или сидератов. Посев в паровых полях люпина, люцерны, донника, рапса, горчицы и других культур и последующая заделка зелёной массы в почву дает хорошие результаты. Опыт возделывания донника в Курганской области показал, что крепкая разветвленная корневая систему этой культуры проникает на глубину 1–1,5 м, хорошо дренирует, разрыхляет даже плужную подошву, повышает воздухо- и влагоёмкость почвы.
Безусловно, в каждом хозяйстве подбор технических, технологических и агрономических решений для борьбы с переуплотнением будет свой — с учетом местных условий и возможностей. Но то, что такой комплекс мер нужно применять без промедления, понятно всем, кто работает на земле.
Владимир Францкевич
При подготовке статьи использована информация Future Farming, Precision Ag, Курганской сельхозакадемии, Ростсельсмаш.
Источник
Как противостоять уплотнению почвы
Три основных типа уплотнения и меры борьбы с ними
Тема уплотнения почвы и снижения по этой причине урожайности сельскохозяйственных культур становится с каждым годом все более важной. Эксперты выделяют три основных типа уплотнения.
Почвенная корка
Такой тип почвы зачастую появляется из-за типа обработки почвы и осадков. Обработка почвы может нарушить защитный слой на поверхности почвы и ее структуру. Дождь также разрушает целостность почвы, дробит ее до маленьких частей, которые растворяются в воде, затем масса высыхает и превращается в твердую корку. Корка не дает проникнуть влаге в почву, а также препятствует всходам культур.
Диагностика
Корковатую почву довольно легко определить визуально. Оценка состояния почвы «на глаз» покажет пластинчатое, горизонтально слоистое образование. Если корка появилась после посадки семян, то количество растений, которые взойдут, резко сократится.
Борьба с коркой и ее профилактика
Если культуры уже посажены, то кратковременным решением проблемы будет рыхление почвы небольшой бороной, чтобы помочь прорастанию культур. Другим способом предотвратить коркование земли является минимизация обработки почвы и наблюдение за поверхностью полей. Добавление травяных культур в севооборот также может помочь в формировании хорошо гранулированной почвы, которая более устойчива к коркованию.
Подпочвенное уплотнение
Уплотнение верхнего слоя, называемого также твердым подпочвенным пластом или плуговым подпочвенным пластом, возникает чуть ниже глубины вскапывания почвы. Уплотнение обычно возникает, если почвы обрабатываются на одной и той же глубине.
Давление от дисков культиваторов может повлечь за собой компрессию почвы и нарушение целостности в месте ее соприкосновения с инструментом для обработки почвы. Обычно уплотнение достигает в толщину 5—7 см, но может увеличиваться в размерах при влажных условиях и/или повышенном содержании ила и глины. Сильное уплотнение может сделать невозможным прохождение воды на нижние подуровни почвы.
Диагностика
Твердый подпочвенный слой можно обнаружить, если снять слой пашни до глубины, на которую обрабатывается почва. При осмотре твердого почвенного слоя стоит обратить внимание на то, как растут корни растений. Если они растут горизонтально, то это говорит о том, что у растений есть проблемы с проникновением внутрь твердого подпочвенного слоя.
Решение проблемы и профилактика
Предполагается, что уплотненные слои почвы ежегодно разрушаются под воздействием морозов и сухих-влажных циклов. Если твердый подпочвенный слой не разрушается под воздействием естественных условий, то стоит вмешаться и разрыхлить его. При относительно сухой почве можно использовать культиватор тяжелого типа, шипы которого доставали бы до твердого подпочвенного слоя и его разрыхляли.
Переход на прямой посев там, где это возможно, уменьшит уплотнение нижнего слоя почвы, но это может занять от 3 до 5 лет. Если переход на нулевую технологию невозможен, важно стараться не проводить обработки почвы во влажных условиях и варьировать глубину и направление обработки. Это касается, прежде всего, сельскохозяйственных культур, высаженных в ряд, а также овощных посадок.
Другим способом для разуплотнения может быть посадка культур со стержневой и мочковатой корневой системой.
Уплотнение, возникшее из-за тяжелого сельхозоборудования
Сельскохозяйственное оборудование, такое как трактор, зерновоз, комбайн, грузовик, разбрасыватель навоза, может сильно давить на верхний и нижний слои почвы. В условиях влажной земли уплотнение, вызванное тяжелой техникой, может достигать 60 см. Поскольку сельскохозяйственная техника с каждым годом прибавляет в весе и размере, то такое уплотнение может стать большой проблемой в недалеком будущем.
Диагностика
Чтобы выявить такой тип уплотнения, нужно осмотреть места, в которых растет меньше сельскохозяйственных культур, чем на других участках поля. Затем следует выкопать культуры с обоих участков и внимательно сравнить корни растений. У растений с участка, где есть уплотнение, корневая система будет бесформенной или недоразвитой. Кроме этого, корни растений с уплотненной почвы могут быть более короткими, поскольку растут в верхнем слое, имея возможность лишь чуть-чуть пробиться в нижний. Можно использовать специальный прибор (пенетрометр), чтобы узнать ширину и глубину уплотнения нижнего слоя почвы. Но, опираясь только на данные пенетрометра, нельзя сделать окончательный вывод об уплотнении, надо провести дополнительную диагностику.
Решение проблемы и профилактика
Уплотнение, вызванное колесами сельскохозяйственной техники, может быть устранено агротехническими способами или глубокой обработкой почвы. Если уплотнение составляет от 30 до 60 см, придется использовать глубокую обработку почвы. Это — эффективный метод борьбы с уплотнением, но он имеет и нежелательные последствия:
– может произойти смешивание верхнего и нижнего слоя почвы, что ухудшит состояние почвы, уменьшит содержание органических веществ, а также увеличивается вероятность коркования почвы;
– может повыситься содержание соли в почве из-за смешения слоев;
– почва может стать более жесткой и комковатой, камни могут подняться на поверхность;
– уровень влаги может стать недостаточным или избыточным.
Вообще, механическая обработка почвы — это кратковременное и довольно дорогое решение проблемы уплотнения. В дальнейшем почву стоит обрабатывать таким образом, чтобы максимально снизить воздействие колес техники. Примеры решений:
– минимизировать движение техники на сырых участках поля;
— использовать минимально рекомендованный уровень давления в шинах.
Выбирая тот или другой метод, сделайте несколько пробных полос на поле, чтобы оценить преимущества. А спустя год-два применяйте выбранный метод на всем поле.
Источник
Причины и последствия уплотнения почвы, пути решения проблемы
В результате неоднократного передвижения машин по полю происходит значительное переуплотнение почвы, которое распространяется на большую глубину (до 100 см), а машинные «следы» покрывают до 80 % поля. Под влиянием тяжелой техники плотность почвы возросла к настоящему времени на 20-40 %.
Оптимальная плотность почвы (объемная масса) составляет 1,1 г/см 3 . Колеблется же она у минеральных почв от 1,0 до 1,8 г/см 3 , а у почв с невысоким содержанием гумуса от 1,3 до 1,6 г/см 3 . Под воздействием ходовых систем сельскохозяйственной техники плотность суглинистых почв, оптимальное значение которой составляет 1,0-1,2 г/см 3 , повышается на 0,1-0,3 г/см 3 и более, достигая 1,35-1,7 г/см 3 , а объемная масса нижних горизонтов почв с плотным сложением – 1,6-1,8 г/см 3 . Плотность пахотного слоя варьирует в широких пределах – от 0,8 до 1,6 г/см 3 .
Серьезным последствием уплотнения почвы является увеличение ее удельного сопротивления. Удельное сопротивление почвы – наиболее важная механическая характеристика, которая в значительной степени зависит от переуплотнения почвы различными движителями и ходовыми системами. Оно соответствует усилию, затрачиваемому на подрезание пласта, его оборот и трение почвы о рабочую поверхность орудия.
При переуплотнении ухудшается крошение почвы. Пашня становится глыбистой, что приводит к неравномерной заделке семян, снижению их полевой всхожести, а в итоге – к значительному недобору урожая. Высокая плотность почвы обусловливает резкое ухудшение ее физико-химических и агрофизических свойств. Уплотненные почвы оказывают большое сопротивление проникновению в них корневых систем растений, в таких почвах ухудшается водно-воздушный и питательный режимы, развиваются эрозионные процессы.
Меры по снижению уплотнения почв включаюторганизационно-технологические мероприятия, агротехнические приемы по повышению устойчивости почв к уплотнению и их разуплотнению, совершенствование сельскохозяйственной техники, ее ходовых систем с доведением давления на почву до допустимых значений.
Организационно-технологические мероприятия предусматривают разработку и внедрение технологий возделывания сельскохозяйственных культур с минимальным проходом по полям тяжелой колесной техники (совмещение операций). Особенно актуально снижение числа технологических операций при возделывании технических культур, кукурузы на зерно, картофеля и овощей, когда почва испытывает наибольшую нагрузку как в процессе посева (посадки) и ухода за культурами, так и при их уборке.
К агротехническим приемам относятся окультуривание почв и повышение содержания в них гумуса.
Для разуплотнения почв применяют рыхление, в том числе и орудиями с активными рабочими органами (фреза и др.), пахотного и подпахотного слоев (чизели, глубокорыхлители). Сочетание рыхления с внесением органических удобрений и кальцийсодержащих веществ приводит к значительному снижению негативных последствий машинной деградации почв.
Важно, чтобы на полях работали только такие механизмы, давление движителей которых на почву не превышает 0,1 МПа, поэтому лучше использовать гусеничные движители или колесные с эластичными шинами, давление которых на почву составляет соответственно 80-100 и 30-60 кПа.
Энергосберегающей технологией при минимальной обработке почвы предусмотрено использование комбинированных машин, позволяющих выполнять несколько технологических операций за один проход.
Источник