Результаты применения энергосберегающих технологий и технических средств для обработки склоновых почв

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 631

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СКЛОНОВЫХ ПОЧВ

Л. И. Кушнарев, доктор техн. наук, профессор ФГОУ ВПО «МГАУ им. В. П. Горячкина» г. Москва, т. 8-916-055-31-41

Т. Х. Пазова, канд. техн. наук, доцент ФГОУ ВПО «Кабардино-Балкарская ГСХА», г. Нальчик, т. 8-909-488-77-05

В работе приведены результаты исследований по обоснованию рационального состава машинно-тракторных агрегатов для противоэрозионной обработки склоновых почв и их применения в условиях Кабардино-Балкарской Республики при внедрении ресурсосберегающих технологий. Основу парка должны составлять МТА на базе отечественных гусеничных и колесных тракторов класса 3,0 т. Их применение позволяет качественно провести все агротехнические мероприятия, имеющие целью задержание воды на водосборной площади, способствование равномерному увлажнению почвы, сокращению смыва и в результате повышение урожайности выращиваемых культур.

Ключевые слова: энергосберегающие технологии, обработка почвы, машинно-тракторный агрегат (МТА), биоэнергетическая эффективность

В последние годы в связи с усилением минерализации органического вещества в почве из-за интенсивных обработок и с увеличением уплотняющего действия тяжелых машин и орудий при многократных проходах по полю, а также из-за высокой энергоемкости отвальной обработки целесообразно рекомендовать применение минимальной обработки почвы, обеспечи-

вающей уменьшение энергетических, трудовых или иных затрат путем сокращения числа, глубины и площади обработки, совмещения операций. Предпосылками ее является хорошо или средне окультуренный пахотный слой. Наиболее перспективными направлениями минимальной обработки для условий области могут быть следующие приемы: сокращение глубины и

Таблица 1

Технологическая схема энергосберегающей обработки почвы под зерновые

Культуры Обработка

основная предпосевная

прием глубина, см состав агрегата прием состав агрегата

Озимые Лущение, дискование 6-8 10-12 ВТ-100 + ЛДГ-10 или БДТ-3 ВТ-100 + БДТ-3 Т-150 + БДТ-7 культивация в два следа ВТ-100 + КПЭ-3,8 + РВК-3,6; Т-150 + КПШ-9(5,11) + ЗККШ6 или КПШ-8 для легких почв, МТЗ-80+КПС-4; МТ8 +ЗККШ-6; Т-150 + РБР-4А

Яровые Лущение, дискование или мелкая вспашка 6-8 10-12 14-16 ВТ-100 + ЛДГ-10 или БДТ-3 ВТ-100 + БДТ-3 (5,7) ВТ-100 + ПН-4-35 культивация то же

Яровые Дискование или плоскорезная обработка 10-12 10-12 20-25 ВТ-100 + БДТ-3 (5,7) Т-150 + КПШ-9 (5,11) ВТ-100 + КПГ-2,2 (250) культивация то же

числа обработок; применение широкозахватных орудий и комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов, совмещающих несколько технологических операций, что позволяет снизить затраты средств и труда на 30...60 % [1].

Применение отдельных элементов минимальной обработки целесообразно на легко- и среднесуглинистых черноземных почвах Кабардино-Балкарии. Технологическая схема энергосберегающей основной обработки почвы представлена в табл. 1.

При решении вопроса о применении минимальной обработки на данном поле необходимо уточнить возможность и целесообразность ее, при этом учитывают: механический состав почвы, устойчивость ее к уплотнению, плотность и водопроницаемость (дренированность), способность к переувлажнению и заплыванию, степень обеспеченности ее питательными веществами и засоренность семенами сорняков.

Систему минимальной, как и традиционной, обработки почв подразделяют на основную и предпосевную.

Основная обработка включает в себя мелкое рыхление с обязательным лущением стерни, которое проводят дисковыми и лемешными лущильниками или дисковыми боронами сразу после уборки предшественника и за 2.3 недели до основной обработки. При низкой водопроницаемости почв мелкую обработку сочетают с глубоким безотвальным рыхлением до 40.50 см в зависимости от мощности гумусового горизонта. На сильно засоренных полях, особенно многолетними сорняками (пыреем, осотом розовым и желтым), проводят обработку гербицидами. Хорошую эффективность против всех сорняков обеспечивают раундап по 2.4 л/га, утал по 4.6 л/га, против осотов, маревых и крестоцветных сорняков - агритокс по 0,7.1,2 л/га. Действие этих гербицидов наиболее эффективно проявляется в диапазоне температур от 5 до 20 °С.

В предпосевную обработку почвы входят традиционные культивации с применением широкозахватных орудий. Примерная схема комплектования агрегатов для различных видов обработки в зависимости от почвенных условий и культур показана в табл. 1. Хорошие результаты по подготовке почвы к посеву дает применение ротационного бесприводного рыхлителя РБР-4А в агрегате с трактором Т-150, выполняющего 4 операции за один проход - рыхление до 15 см, крошение, выравнивание и прикаты-вание с производительностью до 30.34 га в день, при экономии труда и средств

(ТСМ) в сравнении с традиционными орудиями до 57 и 30 % соответственно.

При внедрении минимальной обработки почв следует учитывать одну важную особенность в обеспечении растений питанием и защите их от сорняков.

При наличии большого количества растительных остатков на поверхности почвы температура ее весной ниже в сравнении со вспаханной (черной) почвой на 2.3 °С. В связи с этим снижается подвижность основных элементов питания, и нормы удобрений в этом случае должны быть на 10.20 кг/га выше, чем на вспашке. Те же растительные остатки могут задержать проникновение в почву почвенных гербицидов и снизить эффективность их применения. Поэтому обостряется необходимость контроля за фитосанитарным состоянием поля и посевов.

В целом же при возделывании полевых культур система обработки почвы должна строиться на сочетании вспашки, мелкого дискования и глубокого безотвального рыхления. При таком чередовании исключаются отрицательные стороны как безотвальной обработки, так и вспашки: почва меньше распыляется, больше накапливается влага, создаются лучшие условия для борьбы с сорняками, улучшается структура почвы, не наблюдается дифференциации пахотного слоя по плодородию. При этом мелкую обработку в севообороте можно проводить в течение 3.4 лет.

На полях с низкой водопроницаемостью (менее 1.2,5 мм/мин. - длительный застой воды на поверхности поля) следует проводить глубокое рыхление (40.45 см) один раз в 3.4 года, в данном севообороте оно целесообразно под однолетние травы и картофель. Работа проводится агрегатами ДТ-75 + плуг ПРПВ-4-50, ДТ-75 + плуг ПН-4-35 со стойками СибИМЭ или Т-150 + ПРПВ-5-50, т-150 + ПН-5-35 со стойками СибИМЭ.

Исследования позволили выявить и рекомендовать производству низкозатратную систему обработки почв в севооборотах, обеспечивающую улучшение физико-химических свойств почвы, экономию ГСМ по 12.15 л/га, общих трудозатрат в 1,6.2,8 раза и повышение рентабельности использования севооборотной площади на 16. 18 % в год (табл. 2).

Генотипическая характеристика почв республики позволяет применять минимальную обработку на площади около 300 тыс. га (40.50 % от площади пашни), мелкую -на 280.300 тыс. га (35.38 % в зоне легких почв), минимальную и мелкую с обязатель-

ным глубоким рыхлением 1 раз в 3...5 лет на площади до 100 тыс. га (14.15 %). Выполнение этих объемов работ дает экономию топлива около 6 тыс. т, а с учетом экономии общих энергозатрат - до 60 руб./га и 23.24 млн. рублей на всю площадь.

Эффективность применения той или иной системы (схемы) обработки почвы будет зависеть не столько от наличия технических и материальных средств, сколько от правильного выбора их и четкого выполнения технологических операций и всего агротехнологического комплекса.

Агромелиоративная обработка почвы проводится на мелиорированных осушением сельхозугодьях, а также на землях с естественной или создавшейся в результате интенсивного применения тяжеловесных агрегатов низкой водопроницаемостью почв для создания и поддержания оптимального водно-воздушного, теплового и биологически активного режима в основном корне-обитаемом (до 40 см) слое почвы.

В качестве агромелиоративных приемов рекомендуется глубокое безотвальное рыхление, кротование, щелевание, выборочное бороздование, узкогонная вспашка, гребневание, грядование и другие. При этом каждый вид агромелиоративной обработки должен соответствовать почвенным условиям, конфигурации и рельефу конкретного поля и, решая общие агротехнические задачи, рационально сочетаться с энергосберегающими и почвозащитными способами обработки почвы.

Из агромелиоративных приемов большее распространение получает глубокое безотвальное рыхление в сочетании с минимальной поверхностной обработкой, так как этот прием по своему мелиоративному воздействию применим не только на осушенных, но и на почвах нормального или кратковременного избыточного увлажнения, но сильно переуплотненных, с распыленной структурой.

В зависимости от гидрологического режима, механического состава почвогрун-тов, особенностей возделывания культур в севообороте для глубокого рыхления применяют глубокорыхлители чизельного и плоскорезного типов. К первой группе относятся плуги ПЧ-4,5, ПРПВ-5-50, стойки СибИМЭ, плуги с вырезными корпусами, кротователи и щелеватели; ко второй -плоскорезы ГУН-4, КПГ-2,2, КПГ-250.

Результаты многочисленных исследований, проведенных в разных районах Кабардино-Балкарской Республики на разных типах почв, показывают, что глубокое рыхление в сочетании с поверхностной минимальной обработкой переуплотненных и склонных к длительному переувлажнению почв, обеспечивая улучшение физических свойств пахотного и подпахотного почвенных горизонтов, способствует существенному росту урожайности зерновых, картофеля, льна, кукурузы, многолетних и однолетних трав, экономии средств и труда на производство продукции в 1,5.2 раза.

Так, в опытах, проведенных совместно с ВНИИЗиЗПЭ, на осушаемой закрытым дренажем тяжелосуглинистой почве глубокое рыхление один раз в три года вместо ежегодной вспашки обеспечивает урожайность озимой пшеницы по 45...52 ц/га при сокращении затрат труда в 3...7 раз и средств на обработку почвы в 1,7...2,3 раза соответственно.

Испытанные орудия по эффективности предпосевной энергосберегающей и почвоохранной технологии обработки почвы по степени рыхления ее располагаются в убывающий ряд: КФГ-3,6 - РБР-4 - РВК-3,6

- КШУ-6,8; по производительности: РБР-4 -КШУ-6,8 - РВК-3,6 - КФГ-3,6. По влиянию на урожайность кукурузы: КФГ-3,6 - РБР-4

- КШУ6,8 - РВК-3,6; овсяно-рапсовой смеси: РБР-4 - КФГ-3,6 - КШУ-6,8. Производительность КФГ-3,6 в 2.2,5 раза ниже РБР-4 и КШУ-6,8.

Таблица 2

Система основной обработки Расход дизельного топлива, л/га Затраты труда, чел.-ч/га Окупаемость затрат энергией урожая Коэффициент окупаемости энергозатат Выход зерн. ед., ц/га

ГСМ, ГДж/чел.-ч труда, ГДж/ч.-ч

Традиционная - контроль 135,8 62,5 4,1 8,8 4,2 35,5

Дифференцированная - 1 78,4 51,7 6,9 10,7 4,2 34,1

Комбинированная - 1 93.8 56,8 5,9 9.8 4,3 35,6

Плоскорезная 65,8 54,5 8,3 10,0 4,6 34,6

Дифференцированная - 2 85,4 54,9 6,4 10,6 4,2 34,6

Комбинированная - 2 94.5 57,3 5,9 9,7 4,2 35,1

Биоэнергетическая эффективность минимальнои обработки почвы

Для агромелиоративного рыхления пахотных почв на глубину основной корневой зоны (40...45 см) наиболее эффективны и целесообразны глубокорыхлители: плуг ПРПВ-5-50, плуг со стойками СибИМЭ, чизель ПГ-4Д; менее эффективны плоскорезы КПГ-2,2, КПГ-250, ГУН-4. Но при глубине рыхления 25.30 см эти плоскорезы обеспечивают высокую эффективность.

Таким образом, предлагаемый состав машин для противоэрозионной обработки склоновых почв в условиях Кабардино-Балкарской Республики позволяет качественно провести все агротехнические меро-

приятия, имеющие целью удержание воды на водосборной площади, равномерное увлажнение почвы, сокращение смыва и, как следствие, рост урожайности выращиваемых культур и повышение эффективности сельскохозяйственного производства в целом.

Литература

1. Научно-практическое руководство по освоению и применению технологий сберегающего земледелия. // Национальный фонд развития сберегающего земледелия. - Самара: Евротехника, 2004. - 119 с.