Защита почв от эрозии предусматривает вспашку с направлением борозд

Сельскохозяйственные и мелиоративные машины

Орудия для защиты почвы от эрозии

Ветровая и водная эрозия почвы

Эрозией почвы называют процесс разрушения и сноса почв под влиянием ветра, потоков воды и механического воздействия сельскохозяйственных машин.
Ветровая эрозия возникает при взаимодействии воздушного потока с открытой поверхностью почвы, вследствие чего почвенные частицы приходят в движение. Движущиеся частицы разрушают почвенные агрегаты и вовлекают продукты разрушения в воздушный поток, который часто переносит их на большие расстояния.

Эрозия крайне негативно сказывается на плодородии почвы, тем самым физически уничтожая ее, поскольку почва по определению — поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, т. е. пригодный для произрастания различных форм растений.

Для защиты пахотных земель от ветровой эрозии применяют комплекс противоэрозионных агротехнических мероприятий, среди которых можно выделить основные:

• использование систем безотвальной обработки почвы с оставлением стерни и пожнивных остатков на поверхности полей;
• почвозащитные севообороты с полосным размещением полей и паров;
• сокращение до минимума числа проходов сельскохозяйственной техники по полям и применение для тяжелой техники опорно-двигательных элементов, оказывающих на почву минимальное удельное давление (широкопрофильных шин, гусениц и т. п.).

Перечисленные противоэрозионные мероприятия предполагают использование специальных почвообрабатывающих орудий и машин, улучшающих физические и биологические свойства почвы без оборота ее пластов, с сохранением стерни и пожнивных остатков на поверхности и оказывающих, со своей стороны, минимум негативного воздействия на структуру почвы из-за передвижения по полю.

Среди таких сельскохозяйственных орудий можно отметить культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители, которые широко используются для безотвальной обработки и рыхления почвы на глубину до 30 см.

Машины и орудия для защиты почв от ветровой эрозии

Навесные культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители КПГ-250, КПГ-2-150 и КПГ-2,2 применяют для основной безотвальной обработки и рыхления паров на глубину 25-30 см. Культиваторы имеют стреловидные плоскорежущие лапы с шириной захвата 250, 150 или 110 см. На режущие кромки лемехов наплавлен твердый сплав — сормайт.

Подрезанный лемехом лапы пласт почвы скользит по наклонному лезвию, разрыхляется и падает без оборота. Стерня при этом остается на поверхности поля, предотвращая эрозионные процессы. Плоскорежущие лапы сохраняют до 60-75% стерни.

Культиватор КПГ-250 снабжается одной плоскорежущей лапой с шириной захвата 250 см или двумя с шириной захвата по 110 см. В первом варианте он применяется для поверхностной обработки почвы на глубину до 18 см, во втором — для рыхления почвы на глубину до 30 см. Глубину обработки регулируют установкой опорных колес при помощи винтового механизма.

Культиватор КПГ-2-150 оборудован двумя плоскорежущими лапами с шириной захвата по 150 см. Ширина захвата 3 м, глубина обработки до 30 см.

Культиватор-плоскорез-глубокорыхлитель КПГ-2,2-05 прицепной гидрофицированный предназначен для безотвальной обработки почв с одновременным внесением минеральных удобрений на глубину от 12 до 25 см при норме от 1 до 40 ц/га.
Культиватор состоит из рамы со сницей, опирающейся на два пневматических колеса, оборудованных регулятором заглубления рабочих органов и подъема с приводом от гидроцилиндра трактора; двух плоскорежущих лап с шириной захвата 1,1 м каждая и перекрытием 0,1 м; тукового ящика вместимостью 500 кг с двумя дозаторами типа туковысевающих аппаратов, вентилятором с частотой вращения 25 об/с, гидромотором и тукопроводами, установленными на стойках лап и заканчивающимися тукораспределителями; механизма привода дозаторов от левого колеса орудия.
Агрегатируется с гусеничными тракторами Т-74, ДТ-75, ДТ-75М. Ширина захвата рабочих органов культиватора — 2,2 м.

Для осенней безотвальной обработки почвы на глубину 10-16 см, культивации стерневых паров и предпосевной обработки легких почв на глубину 7-16 см с сохранением стерни применяют культиваторы-плоскорезы КПП-2,2, КПШ-9, культиватор КПЭ-3,8 и штанговый культиватор КШ-3,6.

Культиватор КПП-2,2 оборудован двумя плоскорежущими лапами с шириной захвата по 115 см и углом раствора лемехов 75° или одной плоскорежущей лапой с шириной захвата 220 см и углом раствора лемехов 100°. Две лапы крепят на левом и правом продольных брусьях рамы с перекрытием 10 см на расстоянии 40 см друг от друга по ходу. Их применяют при обработке почв влажностью 30-35%.
Широкозахватную лапу можно закреплять на среднем брусе рамы впереди или сзади, что необходимо для составления широкорядных агрегатов из нескольких культиваторов в шеренговом сцепе. Широкозахватную лапу применяют при обработке почв влажностью 25-30%. На твердых и уплотненных сухих почвах для лучшего заглубления культиваторов-плоскорезов следует догружать каждую секцию грузом (150-200 кг).
Ширина захвата культиватора 2,1 м. Один культиватор агрегатируют с трактором «Беларусь», а три — с трактором К-700 при помощи сцепки СП-15.

Культиватор-плоскорез КГПН-9 снабжен трехсекционной рамой. На средней секции установлены автосцепка (навеска), два опорных пневматических колеса, регулируемых по высоте винтовыми механизмами, и три плоскорежущие лапы с шириной захвата по 100 см. Боковые секции соединены со средней шарнирно. Их можно отклонять назад при транспортировке КПШ-9 по узким дорогам. На продольных брусьях секций устанавливают две или три лапы. В первом случае ширина захвата культиватора 8,2 м, во втором — 6,4 м.
Культиватор-плоскорез КГПН-9 агрегатируют с тракторами К-700, Т-150 и Т-150К. Глубина обработки почвы — до 16 см.

Тяжелый культиватор КПЭ-3,8 имеет двенадцать лап с шириной захвата по 40 см, расставленных на раме в три ряда. Грядили с лапами крепят к поперечным брусьям кронштейном с пружинами. При встрече с препятствием, превышающим давление пружины, лапа выглубляется, а затем под действием пружины возвращается в рабочее положение. Болтом регулируют сжатие пружин и добиваются горизонтального расположения лезвий лап. Глубину обработки в пределах 5-16 см регулируют передвижением упора на штоке гидроцилиндра.
Снабженные пружинами и упругими стойками лапы культиватора во время работы вибрируют, поэтому они хорошо заглубляются на твердых почвах и не забиваются пожнивными остатками. Однако они повреждают до 50% стерни и создают гребнистую поверхность поля. Поэтому на культиватор устанавливают штанговое приспособление. Штанга вращается в почве на заданной глубине, разрывает корни сорняков, выносит на поверхность часть заделанной в почву стерни и выравнивает поверхность поля.

Культиватор КШ-3,6 снабжен штангой, устройство и принцип работы которой такие же, как у штангового приспособления к культиватору КПЭ-3,8. КШ-3,6 применяют для предпосевной обработки полей под озимые и рыхления почвы на глубину 5-10 см с сохранением 80-90% стерни. Он может работать как в прицепном, так и в навесном варианте. Ширина захвата культиватора 3,6 м.

Игольчатая борона БИГ-3 применяется для поверхностного рыхления почвы при весеннем закрытии влаги или при осенней обработке почвы. Борона хорошо заделывает в почву осыпавшиеся семена сорных и культурных растений, сохраняет до 75% стерни.
Борона БИГ-3 имеет четыре батареи с игольчатыми дисками диаметром 55 см типа ротационной мотыги. Батареи установлены на раме в два ряда. Угол атаки батарей можно изменять в зависимости от плотности почвы в пределах от 8 до 16°. Каждый диск имеет 12 игл круглого сечения. Для поверхностного рыхления почвы батареи устанавливают так, чтобы иглы при входе в почву располагались выпуклой стороной вниз, а для обработки плотных почв — вогнутой стороной.
Глубина обработки — 8-10 см. Агрегатируют борону при помощи сцепок с тракторами класса 30-50 кН.

Орудие ОПТ-3-5 применяют для безотвальной обработки пласта многолетних трав.
Рама культиватора составлена из трех шарнирно соединенных секций. На центральной секции закреплено три, а на боковых — по одной плоскорежущей лапе с шириной захвата 97 см. Перед стойкой каждой лапы установлены дисковые ножи для разрезания дернины на глубину 7-11 см. Боковые секции рамы можно отводить гидроцилиндрами вверх для транспортировки и изменения ширины захвата от 4,57 до 2,8 м.
Глубина обработки лапами до 16 см.

Машины и орудия для защиты почв от водной эрозии

Водная эрозия имеет место при вымывании почвенных частиц водными потоками (паводковыми, дождевыми, селевыми, наводнениями и т. п.), которые уносят их на большие расстояния, уничтожая плодородный слой поля.

Борьба с водной эрозией, которая наиболее часто проявляется на склонах, включает систему организационных и агротехнических мероприятий, обеспечивающих задержание воды. К ним относятся своевременная основная обработка почвы, вспашка с почвоуглубителями или вырезными корпусами, вспашка с одновременным образованием перемычек и валиков в бороздах, образование лунок и прерывистых борозд, кротование, снегозадержание и регулирование снеготаяния.

К агротехническим способам борьбы с водной эрозией относится и правильная технология вспашки. В частности, глубокая вспашка повышает водопоглощающую способность почвы благодаря эффективному задержанию талых вод.
Глубокую вспашку осуществляют отвальными плугами, оборудованными почвоуглубителями. Пахать на склонах необходимо так, чтобы борозды проходили поперек склона, по горизонталям. Для этого применяется так называемая контурная вспашка. Пахотный агрегат при каждом проходе движется на одном уровне, не поднимаясь и не опускаясь по склону.
Вспашка поля поперек склона крутизной более 3° в два раза снижает смыв почвы и увеличивает по сравнению с продольной вспашкой запас влаги в метровом слое почвы на 150 — 200 т/га, а урожай зерновых культур на 2-3 ц. При этом хорошего эффекта можно достичь при использовании для вспашки склонов следует оборотных плугов типа ПОН-2-30 и челночных плугов ПКЧ-4-35.

Применяют также комбинированную (ступенчатую) вспашку склонов крутизной до 4°. Для этого на плуге закрепляют в различном сочетании отвальные и безотвальные корпуса или устанавливают один корпус с нестандартным, удлиненным отвалом; который нагребает земляной валик. После ступенчатой вспашки поперек склона на поле чередуются неширокие земляные валики с гладкими широкими полосами. Валики задерживают сток воды.

Прерывистое бороздование выполняют навесным плугом ПЛН-4-35, снабженным корпусом с укороченным отвалом и приспособлением для прерывистого бороздования, рабочим органом которого служит трехлопастная крыльчатка.
При движении плута на пути, равном длине обода опорного колеса, крыльчатка не вращается, нижняя ее лопасть делает борозду.
От вращения крыльчатку удерживает подпружиненный рычаг, связанный тягами с кривошипно-шатунным механизмом, работающим от опорного колеса. За каждый оборот колеса рычаг отводится один раз, а затем под действием пружины возвращается в исходное положение. Крыльчатка за это время поворачивается на 120°, бороздка прерывается образовавшейся перемычкой.
Глубину прерывистых борозд можно регулировать при помощи специальных нажимных штанг.
Приспособление крепят к раме плуга при помощи поперечного бруса, скобы и растяжки. Крыльчатка движется следом за корпусом с укороченным отвалом и образует бороздки длиной 1,0-1,2 м и емкостью 95-100 л. Общее количество бороздок на гектаре 4000-200, а суммарная емкость их 350-400 м 3 .

Зяблевую вспашку с одновременной поделкой лунок также выполняют плугом ПЛН-4-35, снабженным батареей, набранной из сферических дисков диаметром 450 мм, эксцентрично закрепленных на оси и повернутых относительно друг друга на 180°. Батарею устанавливают с углом атаки 30°.
Диски секций вращаются за счет сцепления с почвой, выворачивают почву и образуют на поверхности поля овальные по глубине и вытянутые по ходу лунки. Средняя емкость лунки 20 — 25 л, общее количество их на 1 га — 12-14 тыс.

Приспособления ПЛДГ-5 и ПЛДГ-10 к лущильникам предназначены для образования замкнутых лунок по зяби. В комплект ПЛДГ-5 входят четыре, а в ПЛДГ-10 — шесть дисковых батарей с эксцентричным расположением дисков.
Угол атаки дисков 30°. При работе агрегат образует на поверхности лунки длиной 1 м, шириной поверху 50 см и глубиной до 20 см. Размер лунок можно регулировать установкой дисковых батарей на понизителях, а также принудительным заглублением. Суммарная емкость лунок на 1 га составляет 250-300 м 3 .

Щелеватель-кротователь ШН-2-140, повышающий влагопоглощающую способность почвы, наиболее эффективное орудие в борьбе с водной эрозией почв на лугах и пастбищах. Щелеватель, навешиваемый на трактор класса 30 кН, имеет два ножа-щелереза, заглубляемых до 40 см, и устройство для поделки над щелью водопроницаемых валиков. При движении поперек склонов щелеватель нарезает в почве щели. Он может применяться и для обработки зяби.

Приспособление ППБ-4,6 применяют для прерывистого бороздования и глубокого рыхления междурядий пропашных культур. Его навешивают на пропашные культиваторы.
ППБ-4,6 состоит из бороздооткрывающих окучников, устанавливаемых вместо культиваторных лап, и четырехлопастных крыльчаток, располагаемых за окучниками. Мерный диск периодически отводит рычаг от лопасти, крыльчатка поворачивается, в борозде образуется перемычка.
Приспособление образует на 1 га около 4 тыс. борозд площадью 100×50 см, глубиной до 16 см, емкостью 250-280 м 3 .
Культиватор с этим приспособлением можно использовать также для поделки прерывистых борозд на зяби.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Земледелие » Обработка почв, подверженных водной эрозии

Популярные статьи

Обработка почв, подверженных водной эрозии

Причиной проявления водной эрозии является сток дождевых и талых вод, под действием которого происходит смыв и размыв пахотного слоя и разрушение плодородия почвы. Токи воды уносят на наиболее ценные илистые и коллоидные фракции почвы, растворимые гумусовые и питательные вещества.

Главными задачами обработки почвы, подверженных водной эрозии являются:

• придание мелкокомковатой структуры и рыхлого состояния почвы для улучшения водопроницаемости и поглощения влаги;
• создание на поверхности склона определенного микрорельефа;
• уменьшение смыва почвы с поверхностными стоками воды и накоплением ее в почве;
• углубление пахотного слоя;
• разрушение плужной «подошвы».

Противоэрозионные приемы можно условно разделить на две группы:

1. приемы, увеличивающие водопроницаемость и фильтрующие воду;
2. приемы, создающие на поверхности микрорельеф для задержания стока воды и смыва почвы.

Противоэрозионные приемы обработки, увеличивающие водопроницаемость и просачивание воды в почву

К противоэрозионным приемам обработки почвы, увеличивающим водопроницаемость и просачивание воды, относят:

• вспашку поперек склона,
• вспашку плугами с почвоуглубителями или с вырезными отвалами;
• глубокую безотвальную обработку,
• щелевание,
• кротование.

Приемы основной обработки склоновых земель зависят от увлажнения, свойств пахотного слоя почвы и подстилающих пород, смытости почвы, угла склона.

Вспашку поперек направления склона проводят при уклоне до 3° при прямоугольной конфигурации поля. На сложных склонах вспашку выполняют по горизонталям, повторяющим контуры склона, называемую также контурной обработкой.

Согласно данным ВолжНИИГиМ, даже обычная вспашка поперек склона препятствует сток воды. Величина стока в значительной мере зависит от глубины вспашки. При глубокой поперечной вспашке благодаря большему сохранению воды в почве увеличивается урожайность зерновых культур на 0,2-0,3 т/га.

При контурно-мелиоративной организации площади поля обрабатывают в направлении линейных водорегулирующих рубежей, например, валов-террас, дорог, водотоков, лесных полос и т.п.

Агротехнические требования к вспашке склоновых земель:

• соблюдение контурности борозд и гребней,
• поддержание проектной высоты валов (0,4-0,5 м) и их нормального профиля,
• соблюдение глубины обработки,
• обеспечение хорошего крошения пласта,
• предохранение от механического повреждения залуженных водотоков, гидролесомелиоративные и других сооружений.

Значение имеют качество заделки удобрений, дернины, растительных остатков, а также выравнивание развальных борозд.

Образуемые при вспашке гребни и борозды поперек склона служат препятствием на пути стока воды вниз по склону, замедляя его скорость. В результате задержания и проникновения воды в почву, поверхностный сток сокращается в 3,5 раза. Согласно обобщенным экспериментальным данным, сток талых вод сокращается на 77-94 м 3 /га, в годы с продолжительным снеготаянием и недостаточным увлажнением почвы — до 200 м 3 /га по сравнению со вспашкой вдоль склона. При этом урожайность зерновых культур возрастает на 0,15-0,2 т/га.

Глубина и способ обработки зависят от уклона. Участки, расположенные в нижней части склона, где угол меньше и более гумусирован верхний слой, вспашку проводят на глубину гумусового горизонта. Почва верхней части склона характеризуется большей смытостью, поэтому применяют вспашку с почвоуглублением или безотвальную обработку.

Односторонние склоны вспахивают по прямоугольным загонам, располагаемых поперек склона. Поля со сложным склоновым рельефом разбивают на участки неправильной формы, учитывая направление и крутизну, которые вспахивают отдельно навесными или оборотными плугами. При этом оборот пласта должен быть в направлении верхней части склона, а почва не перемещалась вниз по склону.

Вспашка плугами с почвоуглубителями, с вырезными и безотвальными корпусами эффективна на средне- и сильносмытых почвах с маломощным гумусовым слоем до 20 см.

При контурной вспашке дополнительно проводят рыхление подпахотного слоя почвы без выноса ее на поверхность. Исследования, проведенные на темно-серой тяжелосуглинистой лесной почве совхоза «Каширский» в Московской области, показали, вспашка с почвоуглублением до 27 см позволила уменьшить смыв почвы на полях с уклоном 3-5° в 5 раз и повысить урожайность ячменя на 0,3 т/га по сравнению со вспашкой на 20-22 см. Наилучшие результаты (120 м 3 /га) этот прием дает на склоновых землях Центрально-Черноземной.

Таблица. Сток талых вод при вспашке поперек склона с почвоуглублением, м3/га (по данным Рожкова, 1983)[1]

Гумусовый слой небольшой мощности на склоновых землях подвержен водной эрозии и постоянно уменьшается, поэтому ежегодно подпахивают небольшую часть подстилающей почвообразующей породы, как правило, тяжелого гранулометрического состава. Вовлечение примесей глины подстилающей породы приводит к ухудшению свойства почвы, увеличению ее плотность, снижению водопроницаемости. На таких почвах целесообразно использовать вспашку плугами с вырезными отвалами, обеспечивающими сплошное рыхление подпахотного слоя.

При глубоком рыхлении почва промерзает на меньшую глубину и раньше оттаивает весной. Талые воды поглощаются почвой, при этом уменьшается смыв, сток воды, а её запасы увеличиваются на 120-150 т/га по сравнению со вспашкой.

На почвах, подверженных сильному смыву, оборот пласта нежелателен, поэтому для обработки применяют плуги-рыхлители типа ПРК-4-40, чизельные орудия, плоскорезы-глубокорыхлители. Безотвальное рыхление сочетают со вспашкой и лемешным лущением. Выполняют его по зяблевой вспашке полосами шириной 4-6 м через 15-20 см до устойчивого замерзания почвы. Этот прием повышает фильтрационную способность почвы. Согласно данным Почвенного института им. В.В. Докучаева, глубокое полосное рыхление уменьшает смыв дерново-подзолистой почвы на склонах 2-4° в 2 раза, урожайность зерновых культур при этом повышается на 0,6 т/га.

Глубокую безотвальную обработку проводят на сильносмытых склонах, не засоренных сорной растительностью. На засоренных участках применяют чередование безотвального рыхления и вспашки. На слабосмытых склонах крутизной 2-4° применяют обычную вспашку с почвоуглублением.

Специальные приемы обработки — щелевание и кротование проводят для регулирования поверхностного стока воды на склонах с углом 3-10°, которые уменьшают смыв почвы, увеличивают запасы воды на 370-550 м 3 /га за счет перевода поверхностного стока во внутрипочвенный. Потери азота, фосфора и калия с водой уменьшаются в 3-4 раза.

Щелевание применяют на тяжелых почвах с плохой водопроницаемостью в системе зяблевой обработки, на посевах озимых культур, многолетних трав, сенокосах и пастбищах. Щели шириной 3-8 см и глубиной 40-60 см нарезают парами (лентами) на расстоянии 1,4 м между ними. Расстояние между лентами зависит от уклона и составляет 5-10 м. На сложных склонах ленты делают прерывистыми. Щелевание выполняют поздней осенью при замерзании верхнего слоя почвы на глубину 5-7 см, чтобы защитить щели от заплывания.

Щелевание позволяет увеличит запас влаги в метровом слое почвы до 1000-2500 м 3 воды на 1 га. В ряде предприятий Подгоренского района Воронежской области щелевание склоновых земель позволило увеличить запасы влаги в почве до 1600-2500 т на 1 га, что увеличило урожай многолетних трав в 2,5 раза.

Для лучшей водопроницаемости и сохранения щелей их заполняют рыхлой почвой гумусового слоя, смешанного со стерней. Открытые щели наполняются водой, которая замерзает и препятствует поглощению талых вод. Наибольший эффект этого приема достигается при нарезке щелей в конце зимы по еще не оттаявшей почве и, по возможности, прикрытии их валиком снега.

Для щелевания применяют навесные щелеватели типа ЩН-3-70, ЩН-4 или переоборудованные плуги, плоскорезы-глубокорыхлители. При щелевании зяби их оборудуют валикоделателями, образующими над щелью водоудерживающие валики высотой 10-12 см. На посевах озимых культур и трав на щелевателях перед каждой стойкой устанавливают дисковый нож, прорезающий дернину и уменьшающий повреждение растений.

На сенокосах и пастбищах, расположенных на склонах 8-10°, одновременно со щелеванием проводят кротование, используя щелерезокротователь ЩН-2-140, оборудованный долотами и кротователями. Для предупреждения повреждения растений озимых, трав, рыхлящие долота устанавливают под углом 10°, а при работе по зяби — под углом 30°.

На почвах тяжелого гранулометрического состава с плохой водопроницаемостью для регулирования поверхностного стока применяют кротование. Кротование — создание на глубине 35-40 см параллельных дрен-кротовин диаметром 6-8 см на расстоянии 70-140 см друг от друга. Его проводят кротовыми плугами, кротователями, на крутых склонах — оборотными и челночными плугами. В степных и лесостепных районах в весенний период кротование способствует накоплению воды в подпахотном слое. В Курской области кротование зяби повысило урожайность озимой и яровой пшеницы на 0,27 т, ячменя — на 0,22, картофеля — на 3,7 т/га, сахарной свеклы — на 3,3 по сравнению с обычной вспашкой.

На полях с уклоном полей до 3° щели создают под рядками пропашных культур на глубине 30-40 см, в которые проникают вода и корни, что способствует поглощению растениями воды и питательных веществ глубоких слоев. У бобовых растений увеличивается количество корневых клубеньков.

Наилучшие результаты прием щелевания достигается на посевах озимых культур при слабом их развитии в осенний период. После посева озимых на выровненной поверхности поля сток талых вод и смыв почвы усиливается. Так, осеннее щелевание в 2 раза снижает поверхностный сток талых вод на черноземных почвах Воронежской области, однако полностью приостановить водную эрозию с помощью этого приема не удается.

Источник