Mse-Online.Ru
Глубина обработки почвы
В истории земледелия известно много примеров, когда делались попытки заменить дорогостоящие приемы приемами поверхностной обработки почвы.
Так, в России была издана книга И. Овсииского «Новая система земледелия», в которой взамен вспашки предлагалась поверхностная обработка на 5 см многокорпусными плужками или специально сконструированным ножевым культиватором. Середина текущего столетия ознаменовалась решительным пересмотром установившихся ранее взглядов и положений о способах и глубине обработки почвы.
Благодаря совмещению различных операций обработки почвы (комбинированные агрегаты) появились новые способы обработки: так называемая «минимальная» обработка, взамен приемов основной только приемы поверхностной; просто «нулевая» (вообще без обработки); «химическая» обработка почвы (т. е. переход к бесплужному земледелию).
Во второй половине XX в. в земледелии США, Канады, других стран начался крутой поворот от практики многократных тщательных обработок почвы к их возможному сокращению. Еще в1943 г. американский фермер Э. Фолкнер предложил систему поверхностной обработки почвы дисковым орудием взамен плужной обработки почвы. Считая ежегодную вспашку отвальными плугами главной причиной снижения плодородия почвы и развития эрозии, он рекомендовал широко использовать зеленые удобрения с заделкой их массы дисковыми орудиями примерно на 7,5 см. Поверхностная обработка, по его мнению, обеспечивает более благоприятный водный и питательный режимы почвы. Некоторые ученые в США считают, что обработка почвы вообще не нужна, а механическая обработка почвы может служить лишь для борьбы с сорняками.
В нашей стране, почти одновременно с деятельностью Э. Фолкнера, широкое развитие идей о безотвальной и поверхностной обработке почвы получило в работах Т. С. Мальцева. Им сконструирован специальный плуг для безотвальной обработки почвы. Он рекомендовал обрабатывать почву плугом не ежегодно, а через 3—5 лет (в зависимости от севооборота) на 40—50 см, а в остальные годы обрабатывать поверхностно, на 10—12 см, дисковыми орудиями. И
Таким образом, способы и глубина обработки почвы диктуются основными задачами, стоящими перед ней. Они должны способствовать получению устойчивых высоких урожаев сельскохозяйственных культур и одновременно защищать почву от эрозии, повышать ее эффективное плодородие.
Следовательно, способ и глубина обработки почвы зависят от почвенно-климатических условий, биологических особенностей культурных и сорных растений и носят зональный характер. При недостаточном естественном увлажнении в сухих степях под многие культуры почву следует обрабатывать безотвальными орудиями в основном поверхностно, при достаточном, а тем более избыточном увлажнении преимущество отдается обработке с оборачиванием на полную глубину пахотного слоя. В любых почвенно-климатических условиях нельзя применять только безотвальную и поверхностную или только отвальную и глубокую обработку почвы.
Прогрессивным направлением в механической обработке является научно обоснованное чередование в севооборотах приемов основной и поверхностной обработки, применение способов отвальной и безотвальной обработки с учетом почвенно-климатических особенностей зоны, биологических особенностей культурных растений и сорняков. В особых условиях, например на обезлесенных степных засушливых территориях, возможен только безотвальный способ обработки почвы.
Земледелие не может основываться только на поверхностной и тем более «нулевой» обработке почвы, т. е. полном отсутствии обработки. Это возможно лишь в редких случаях и то при условии создания глубокого культурного пахотного слоя.
Рыхлость, придаваемая обрабатываемому слою приемами основной обработки, должна распространяться на такой объем почвы, который удовлетворял бы потребности растений в воде, элементах зольного и азотного питания.
Вопрос о глубине обработки и влиянии объема почвы на урожай растений, длительное время изучался многими учеными. Так, К. К. Гедройц на основании лабораторных опытов сделал два основных вывода, которые служат теоретической основой для установления оптимальной мощности обрабатываемого слоя, оптимальной глубины основной обработки почвы:
1) на неудобренном фоне с увеличением объема почвы урожай возрастает, так как абсолютного количества воды и элементов пищи в большем объеме больше;
2) эффективность удобрений возрастает в связи с увеличением абсолютного количества воды в большем объеме почвы.
Установлено, что основная масса корневых систем большинства зерновых культур (до 70—90 % и больше) сосредоточивается в слое почвы 0—25 см, а других культур — на еще большей глубине. Так, по данным Лаговской опытной станции, корней в слое почвы 0—25 см: озимой пшеницы — 90,2%, озимой ржи — 82,5… 91,2 %, ячменя —88,1 % общей их массы.
Бактерии также сосредоточиваются в основном в пахотном слое почвы. В почве окультуренного чернозема в слое 0—30 см обнаружено 89,8 % общей массы на метровой глубине. В слое 30—40 см их только 5,1 %, а с большей глубиной их становится все меньше.
Таким образом, наиболее активная биологическая деятельность в почве наблюдается в верхних ее слоях; с увеличением мощности окультуренного слоя почвы такая активность простирается на большую глубину.
Со степенью биологической активности почвы связана урожайность растений: она возрастает с увеличением глубины окультуренного слоя почвы. Так, в опытах М. Г. Чижевского получены следующие данные об урожайности яровой пшеницы: если по окультуренному слою почвы в 0—20 см урожай принять за 100 %, то в слое 0—40 см он составил 299, а в слое 0—60 см — 356 процентов.
Результаты научных исследований и земледельческая практика дают основание положительную роль и значение глубокого культурного пахотного слоя для получения устойчивых высоких урожаев сельскохозяйственных культур свести к следующим выводам:
1) благодаря глубокой обработке длительное время поддерживаются благоприятные агрофизические свойства и физическое состояние почвы, вследствие чего улучшаются водно-воздушный и тепловой режимы, активнее становятся полезные микробиологические процессы и улучшается питательный режим;
2) на большой глубине в почве накапливаются, лучше сохраняются и легко усваиваются растениями вода и питательные вещества, лучше переносятся недостаток или избыток влаги, засухи, а также недостаток питательных веществ;
3) в глубоком пахотном слое формируется более мощная корневая система, растения полнее используют накопленные в нем воду и питательные вещества;
4) в рыхлый пахотный слой лучше проникают вода и воздух, благодаря свободно живущим азотфиксирующим и клубеньковым микроорганизмам улучшается азотный баланс почвы, усиливается мобилизация питательных веществ из природных соединений и вносимых в виде удобрений;
5) в глубоком рыхлом пахотном слое быстрее наступает физическая спелость почвы, что позволяет своевременно и высококачественно провести обработку;
6) на глубоком окультуренном пахотном слое можно применять более, совершенную основную обработку почвы (культурная вспашка, ярусная обработка), что создает наиболее благоприятные условия для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями;
7) глубокий культурный пахотный слой препятствует развитию капиллярного механизма передвижения воды и предупреждает засоление почвы;
8) в глубокий рыхлый слой почвы лучше впитывается вода, тем самым уменьшается сток ее по поверхности и предотвращается водная эрозия.
Таким образом, в сочетании с благоприятными надземными условиями глубокий окультуренный пахотный слой почвы обеспечивает получение высоких и устойчивых урожаев.
Современные высокопродуктивные сорта различных сельскохозяйственных культур — это результат селекции на высокоплодородных окультуренных почвах. Получение высоких урожаев корнеплодных (свекла, морковь, картофель) и других растений стало возможным только на почвах с глубоким культурным пахотным слоем.
Из рассмотренного не следует, что необходимо ежегодно под каждую культуру глубоко обрабатывать почву. Различные культуры по-разному реагируют на глубину основной обработки почвы под них, к тому же положительное последействие глубокой основной обработки почвы продолжается ряд лет. Поэтому в севооборотах осуществляется так называемая разноглубинная обработка почвы с учетом биологических особенностей культур, засоренности полей, вносимых удобрений и т. д.
Приняты следующие названия обработки почвы в зависимости от ее глубины: поверхностная — до 12 см, мелкая — до 18 см, нормальная — до 22 см, средняя — до 25 см, глубокая — 30 см к глубже.
Положительная роль нормальной, средней, глубокой обработки почвы может проявляться только при наличии глубокого окультуренного пахотного слоя. При мелком (менее 18 см) пахотном слое применяются соответствующие приемы и способы с соблюдением необходимых условий и правил по углублению и окультуриванию этого слоя почвы.
Источник
Cпособы регулирования глубины обработки почвы
Существуют высотный, силовой, позиционный или комбинированный способы регулирования глубины обработки почвы навесными машинами и перевода их в транспортное положение.
Высотный способ основан на ограничении заглубления рабочих органов в почву опорными колесами навесной машины, регулируемыми по высоте относительно ее рамы. Такой способ, применяемый на большинстве отечественных сельскохозяйственных машин, осуществляется простым гидроприводом механизма навески трактора . Однако он не обеспечивает требуемой точности глубины обработки.
Схемы навески машин на трактор при высотном способе регулирования разнообразны (рис. 158, а, б, в, г, д, е), требуют различного расположения гидроцилиндров, централизованного управления ими из кабины и обеспечиваются трехпоточным раздельно-агрегатным гидроприводом. Такой гидропривод применен на тракторах ДТ-75МВ, Т-150, ДТ-175С, Т-4А, К-701. Он включает в себя бак 14 (рис. 159), насос 2 типа НШ или НШ-У, трехзолотниковый четырех-позиционный гидрораспределитель 5, основной гидроцилиндр 6 привода механизма задней навески, металлические трубопроводы 1, 3, 9 и 11, шланги 7 с запорными клапанами 8.
Рис. 158. Схемы навески машин: а — задняя; б—передняя: в — фронтальная: г — боковая: д — эшелонированная: е — шеренговая; 1 — навесная машина: 2 — рыхлящие лапы для заделывания следа задних колес трактора. |
Три одинаковых шестибуртовых золотника 10 установлены с минимальным зазором в цилиндрические расточки чугунного корпуса и пересекают пять каналов и продольных полостей в нем. Зоны пересечения цилиндрических расточек с первым (по схеме слева) и третьим каналами корпуса через шесть трубопроводов 9 и шлангов 7 (на схеме показано по два) соединены с полостями трех гидроцилиндров: основного 6, левого и правого выносных (на схеме не показаны). Первый канал, соединенный со штоковой полостью гидроцилиндров, называют каналом опускания, а третий, соединенный с бесштоковой полостью,— каналом подъема.
Второй слева канал корпуса через трубопровод 3 постоянно соединен с насосом 2 и является напорным. Через калиброванное отверстие в плунжере перепускного клапана 4 напорный канал сообщен с пятым (правым) каналом управления.
Четвертый слева сливной канал корпуса постоянно соединен с полостями слива, а через проточки золотников 10, канал управления и калиброванное отверстие в плунжере перепускного клапана 4 может соединяться со вторым (напорным) каналом.
Перепускной клапан 4 имеет гидромеханическое управление и открывается только при условии слива масла из его заплунжерной (по схеме правой) полости через канал управления, проточки во всех золотниках и сливной канал корпуса.
При нейтральном положении всех золотников 10 второй (слева) и третий их бурты отключают напорный канал от каналов подъема и опускания, а пятая (слева) и четвертая проточки в золотниках совмещаются с каналами управления и слива. Поэтому гидроцилиндры выключены, перепускной клапан 4 открыт и основной поток масла циркулирует по цепи бак 14 — всасывающий трубопровод 1 — насос 2 — напорный трубопровод 3 — напорный канал распределителя — открытый перепускной клапан 4 — сливная полость распределителя — сливной трубопровод 11—сетчатый фильтр 12 — бак 14.
Значительно меньшая часть масла из напорного канала сливается через гидролинию управления: калиброванное отверстие в плунжере клапана 4 — канал управления и пятые проточки золотников — канал слива и четвертые проточки золотников — сливная полость распределителя.
При положении «Подъем» первая слева проточка золотника соединяет канал опускания с полостью слива, третья проточка — напорный канал с каналом подъема, а пятый и шестой бурты золотника перекрывают каналы слива и управления. В таком положении на схеме показан правый (верхний) золотник, управляющий работой основного гидроцилиндра 6.
Перекрытие буртами золотника каналов слива и управления вызывает выравнивание давления масла на плунжер клапана 4. Под действием пружины перепускной клапан 4 закрывается, слив масла прекращается и насос 2 подает его в бесштоковую полость гидроцилиндра 6 под давлением, задаваемым сопротивлением навешенной машины подъему в транспортное положение. Из штоковой полости гидроцилиндра масло вытесняется поршнем через шланг 7, трубопровод 9, первую проточку золотника, сливной трубопровод 11 и фильтр 12 в бак 14.
При положении «Принудительное опускание» первая слева проточка золотника соединяет канал опускания с напорным, третья проточка — канал подъема со сливным, а второй справа бурт золотника перекрывает канал управления. Это вызывает подачу масла насосом в штоковую полость и слив его из бесштоковой полости гидроцилиндра.
В положении «Плавающее» золотник 10 смещен максимально вправо, напорный канал отключен первым (слева) и вторым буртами золотника, а каналы опускания, подъема, слива и управления соединены с полостями слива проточками золотника. Это вызывает открытие перепускного клапана 4, слив масла, подаваемого насосом 2, в бак 14, свободное перемещение поршня в гидроцилиндре 6 и обеспечивает копирование рельефа поля опорными колесами машины и заданную ими глубину обработки почвы.
Однако для высотного способа характерны низкая точность глубины обработки и отсутствие защиты трактора и агрегатируемой машины от перегрузки, например при обработке засоренных почв.
Силовой способ предназначен для автоматического изменения глубины обработки почвы с целью поддержания постоянным заданного тягового сопротивления. При этом способе регулирования навесная машина не имеет опорных колес, удерживается в заданном положении гидроприводом механизма навески и автоматически поднимается им при увеличении или опускается при уменьшении тягового сопротивления. Силовой способ регулирования обеспечивает достаточно надежную защиту трактора и агрегатируемой машины от тяговой перегрузки и наиболее эффективен при обработке засоренных почв с сильно волнистым рельефом.
При увеличении тягового сопротивления машины тяга 17 дополнительно сжимается и, поворачивая серьгу 16 с рычагом 5 против хода часовой стрелки, дополнительно сжимает пластинчатую пружину 1. Рычаг 5 серьги через пластину 10 и короткий рычаг 6 поворачивает переходный валик 9 и длинный рычаг 8 по ходу часовой стрелки. Этот поворот через тягу 7 передается регулятору и вызывает перемещение его золотника направо.
При уменьшении тягового сопротивления машины сжатие центральной тяги 17 и пластинчатой пружины 1 уменьшается, серьга 16 поворачивается по ходу часовой стрелки и обеспечивает золотнику регулятора перемещение налево.