Динамика влагозапасов и дефицитов увлажнения активного слоя почвы в условиях Южной лесостепи Омского Прииртышья

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

УДК 631.6:626.8

Е. Я. СЕМЕРХАНОВА В. И. ШМАКОВ

Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина

ДИНАМИКА ВЛАГОЗАПАСОВ И ДЕФИЦИТОВ УВЛАЖНЕНИЯ АКТИВНОГО СЛОЯ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ___________________________________

В условиях южной лесостепи Омского Прииртышья, зоны орошаемого земледелия, важнейшим вопросом интенсификации технологического процесса выращивания культур при орошении является оптимизация водного режима в расчетном слое почвы, мощность которого, по мнению исследователей, зависит от глубины проникновения и мощности корневой системы культур. В последние годы многие авторы рекомендуют при поливе дождеванием принимать глубину увлажнения, равную мощности биологически активного слоя, мощность которого зависит не только от агробиологических особенностей выращивания культур, но и от водного режима почвы. Данная работа посвящена уточнению расчетного слоя увлажнения с учетом естественных влагозапа-сов в почве.

Ключевые слова: влагозапасы, корневая система, дефицит увлажнения.

Объектом исследований является южная лесостепь Омского Прииртышья. Поверхность территории представляет собой пологоволнистую равнину с незначительным уклоном с юга на север. Плоскоравнинный характер поверхности обусловливает зональное распределение ландшафтов в виде широтных географических зон: северную (южная тайга) площадью 51,7 тыс. км2 (36,6% территории), лесостепную — 62,8 тыс. км2 (44,4%) и степную — 26,6 тыс. км2 (19 %). В структурном отношении земли сельскохозяйственного назначения занимают площадь 8989,0 тыс.га, что составляет 64 % от площади общего земельного фонда.

В целом климат территории типично континентальный, формирующийся под влиянием свойств Азиатского материка, что обусловливает неустойчивость погоды, а также резкую смену температур. Открытость территории со всех сторон обуславливает беспрепятственное проникновение холодных масс воздуха с севера и, наоборот, сухих из Казахстана и Средней Азии (В. К. Иванов 1970 и др.).

Продолжительность вегетационного периода около 162 дней. Сумма среднесуточных температур воздуха выше 10° составляет 1950°. За период май — август выпадает в среднем 223 мм осадков. Испаряемость (максимально возможное испарение) была определена по районированному методу гидрологоклиматических расчетов профессора В. С. Мезенцева [1, с. 16].

Величина максимально возможного испарения находится в интервале 14 — 65 мм (рис. 1).

Анализ декадных значений коэффициента Ку за многолетний период по метеостанции Омск свидетельствует о его значительной изменчивости — с циклами увеличения в апреле — мае и сентябре — октябре и спада в июне — июле. Изменение величины коэффициента увлажнения наблюдается в интервале

0,14 — 0,64 [2, с. 26], что свидетельствует о том, что исследуемая территория находится в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения.

Изменение величины дефицита увлажнения варьируется в пределах 6,01—29,6, что свидетельствует о том, что растения на исследуемой территории в период вегетации испытывают недостаток во влаге [3, с. 236] (рис. 2).

После схода снежного покрова в первой — начале второй декады апреля в почве накапливается достаточное количество влаги. Однако к моменту посева за счет испарения она составляет в среднем 64 миллиметра, а осадков за этот период выпадает лишь 25 миллиметров. Поэтому условия для произрастания многолетних трав и зерновых не всегда удовлетворительны из-за недостатка влаги.

В зоне орошения с учетом органических ресурсов тепла и состояния мелиоративной обстановки важнейшим вопросом интенсификации технологического процесса выращивания культур в условиях регулируемого земледелия является оптимизация режима влажности почвы, которая зависит от глубины распространения корневой системы культур, в исследуемом варианте: это многолетние травы — люцерна и зерновые — пшеница; в различные фазы роста, что позволит правильно планировать нормы полива и глубину промачивания с учетом естественных запасов влаги в почве.

И. А. Минкевич полагает, что пшенице требуется влаги примерно 50 % от веса сухих семян. Наибольшую потребность во влаге пшеница использует в фазе выхода в трубку и колошения (критический период). Г. С. Пасыпанов считает, что при весенних запасах продуктивной влаги в слое 0—100 см менее 100 мм создаются неблагоприятные условия, а при наличии менее 60 мм невозможно получить даже удовлетворительный урожай зерна. Мнение В. Н. Сте-

1 1 1 » ] С < в 1 1(1 11 Іі и и А Ці 1Г II 1-і і) Л

її І? ри ОД £ IV-з к II с *т1*бр>ь

у = -ЗЕ-О&л* * 0 ііЮхї - Сі №л*- 0 ?ЗОжї- 4 зТЬ^г * ТЭ.вЬк - в 6І4 Й- =0£Ї6

и»>: ігііііін й вййілсздюй і7^і^:чніч •’ таыгыдат>ра.

Рис. 1. Климатические параметры

у-4Е-06я* - О.ООЫ- .. 0.027х4 - 6.192«= + Йб.-^бк -15.01

I [?а - <Г1,ЙЯ7

| 35.00 М 30.'30 | 25.00

^ го.оо | 1&.00 ? 10.00 * 0.00 0.00

1 2 З і 5 6 7 6 9 10 11 12 13 ш 16 В 17 1Е 19

П4|>кіиАС И»ЯГО «ЦфР*>

Рис. 2. Динамика изменения дефицита увлажнения

панова частично совпадает с мнениями уже перечисленных авторов. Наибольшую продуктивность пшеница проявляет при влажности почвы 70 — 75 % полевой влагоемкости в зоне распространения основной массы корней (до 60 см).

Люцерна требует оптимальной влагообеспечен-ности, однако растение засухоустойчиво, так как имеет мощную, уходящую на большую глубину корневую систему. При достаточном увлажнении пахотного слоя почвы около 80 % корневой системы размещается в этом слое. А. С. Кружилин полагает, что корневая система многолетних, таких как люцерна, имеет мощный стержневой корень, проникающий на глубину нескольких метров, хотя при этом наибольшее количество боковых корней располагается в метровом слое.

А. С. Кружилин писал, что у всех культур отдельные корни проникают глубже расчетного слоя увлажнения, однако из нижних горизонтов растения потребляют воды мало и лишь частично обеспечивают растения. Г. С. Пасыпанов писал, что по мере роста и развития растений корни удлиняются и проникают в почву на глубину 100...120 см и более, разветвляются и пронизывают почвы во всех направлениях, однако основная масса их (75.90 %) размещается в пахотном слое почвы на глубине 20.25 см, где более активно протекают аэробные процессы. Также существует мнение об использовании запасов воды из метрового слоя почвы [4, с. 23; 5, с. 4 с. 37], но вопрос в том, насколько это целесообразно и экономически

выгодно. Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что все авторы так и не смогли определить оптимальное количество воды для той или иной культуры и глубину расчетного слоя увлажнения. Поэтому первоочередные задачи определились следующие.

1. Уточнение величины расчетного слоя увлажнения.

2. Оценка аккумулирующей емкости почвогрун-тов на предмет рационального использования выпадающих осадков и оросительной воды без производственных потерь на фильтрацию в грунтовые воды.

3. Определение дефицитов увлажнения и оптимизация режимов орошения культур с учетом естественных влагозапасов в расчетном слое почвы.

Направленность полевых опытов заключалась в изучении требований многолетних трав и пшеницы к влажности почвы и установлении режима орошения культур по критическим фазам вегетации и в течение периода вегетации, а именно:

— к уточнению величины расчетного слоя увлажнения с учетом естественных влагозапасов в нем;

— к оценке аккумулирующей емкости почвогрун-тов на предмет рационального использования выпадающих осадков и оросительной воды без производственных потерь на фильтрацию в грунтовые воды.

При планировании и проведении полевого опыта было заложено пять делянок площадью 25 м на производственном поле на люцерне второго года в СПК «Пушкинский» Омского района Омской области.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

%

Делянка 1

Делянка 2

Делянки 3-пишніша

Т-Л0І1 В СГ-'

' "І IV" ""-"I" Гь"ґ '-.ш1 Г--ПҐІ її-"- Г

4 . : и .і І..І * г

.С ЇІ-Ч І.І'Л: ШГ: Л

Л   - її н і и- л

144 часа после полива

Делянка 3

Рис. 3. Распределение влагозапасов по почвенному горизонту для пшеницы

Делянки располагались через каждые восемнадцать метров. Три делянки на экспериментальных полях Омского государственного аграрного университета Омского района Омской области на пшенице. Для полива опытных делянок с люцерной использовалась дождевальная машина ДКШ-64 «Волжанка». Определена продолжительность стояния одного крыла на каждой позиции и составила для позиции 1 — 1 час 30 минут (200 м3/га), 2 — 2 часа (300 м3/га), 3 — 2 часа 30 минут (350 м3/га), 4 — 3 часа (400 м3/га) и 5 — 4 часа 30 минут (600 м3/га) (рис. 3). Опытные

площадки под пшеницей равномерно заливались водой (без бокового стекания) следующими поливными нормами: 1-я делянка — 300 м3/га, 2-я делянка — 600 м3/га, 3-я делянка — 900 м3/га (рис. 4). Такие оросительные нормы позволяли одновременно смоделировать количество выпадающих атмосферных осадков и оросительные нормы.

Почвенные пробы на определение запасов влаги отбирались послойно через каждые 10 см. Послойное взятие образцов проводилось почвенным буром в четырехкратной повторности. Первый отбор об-

Дьлані:и і - люцерна

ГЛСИ В їк

р-1

р--, т __ _

* ' ~

II 1 ох о:с *.. • • '*L. .i— --V.- tГ--*:  . / - -N. ‘ -

* W,m

І'.МІ " II III н- *

— І " І І II І."  І Ч.І. • '.'.І

г:с.і! 'ол :: - i-s: і

— III II І.'  LH.

г:с.і! "ол ! з 2-

—і її и і.-  ' і . її

гк.і:-ол -:: 1Хч:сс:

Делянка 1

Делянка 2

Делянка 3

Рис. 4. Распределение влагозапасов по почвенному горизонту для люцерны

разцов осуществлялся до полива (сухой образец), затем через час после полива, четыре часа после полива и через каждые 24 часа после полива на протяжении периода проведения опыта.

Обработка результатов полевого эксперимента осуществлялась по общепринятым методикам [6, с. 20].

На первой делянке (поливная норма составила 300 м3/га) были определены естественные запасы влаги (сухой образец) по всем слоям: слой 0—10 — 18,78 мм; 10-20 — 27,31 мм; 20-30 — 35,93 мм; 30-40 — 53,28 мм; 40-50 — 63,11 мм; 50-60 — 60,62 мм;

60-70 — 136,95 мм; 70-80 — 87,8 мм; 80-90 — 125,05 мм; 90- 100 — 176, 31 мм. После полива мы наблюдаем следующую динамику изменения влагозапасов в почве: в слое 10-20 происходит стабильное увеличение запасов влаги, причем временной интервал, прошедший после полива, не влияет на развитие ситуации: 1 час после полива — влагозапасы составляют 27, 29 мм; 4 часа после полива — 42,47 мм; 24 часа после полива — 45,49 мм; 48 часов после полива — 36,18 мм; 96 часов после полива — 44,06 мм; 120 часов после полива — 44,46 мм; 144 часа после

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

Делянка 4

Рис. 4. Распределение влагозапасов по почвенному горизонту для люцерны

полива — 36,52 мм; 240 часов после полива — 38,52 мм. В слое 20-30 влагозапасы продолжают увеличиваться: 1 час после полива — влагозапасы составляют 45,45 мм; 4 часа после полива — 46,27 мм; 24 часа

после полива — 43,83 мм; 48 часов после полива — 43,09 мм; 96 часов после полива — 34,94 мм; 120 часов после полива — 48,48 мм, 144 часа после полива — 42,3 мм; 240 часов после полива — 45,97 мм. В слое 30-40, 40-50 ситуация не меняется, т.е. запасы влаги продолжают стабильно накапливаться в почве. В слое 50 - 60 происходит резкое увеличение влаго-запасов в почве: 1 час после полива — влагозапасы составляют 130,7 мм; 4 часа после полива — 199,58 мм; 24 часа после полива — 227,53 мм; 48 часов после полива — 118,53 мм; 96 часов после полива — 137,6 мм; 120 часов после полива — 110,39 мм; 144 часа после полива — 129,79 мм; 240 часов после полива — 123,88 мм. В слое 60 - 70 происходит стабилизация: 1 час после полива — влагозапасы составляют 203,17 мм; 4 часа после полива — 271,1 мм; 24 часа после полива —

45,49 мм; 96 часов после полива — 166,54 мм; 120 часов после полива — 151,55 мм; 144 часа после полива — 184 мм; 240 часов после полива — 155,19 мм. В слоях глубже 70 см наступает уменьшение влагозапасов: 1 час после полива — влагозапасы составляют 188,57 мм;

4 часа после полива — 248,82 мм; 96 часов после полива — 157,78 мм; 120 часов после полива — 137,56 мм; 144 часа после полива — 165,6 мм; 240 часов после полива — 150,17 мм.

На второй делянке (поливная норма составила 600 м3/га), несмотря на увеличение поливной нормы, ситуация кардинально не изменилась, и мы наблюдаем тот же процесс, что и на первой делянке, а именно: в слое 10-20 происходит увеличение влаго-запасов, 1 час после полива — влагозапасы со-

ставляют 60,82 мм; 4 часа после полива — 58,82 мм; 24 часа после полива — 79,51 мм; 48 часов после полива — 59,51 мм; 96 часов после полива — 47,27 мм; 120 часов после полива — 43,25 мм; 144 часа после полива — 37,71 мм; 240 часов после полива — 38, 4 мм. В слоях 20-30, 30-40, 40- 50 происходит равномерное накапливание влаги в почве в слое 50 - 60 происходит небольшое увеличение влагозапасов: 1 час после полива - влагозапасы составляют 86,16 мм; 4 часа после полива — 129,63 мм; 24 часа после полива — 94,78 мм; 96 часов после полива — 52,11 мм; 120 часов после полива — 60,17 мм; 144 часа после полива — 73,16 мм; 240 часов после полива — 70,5 мм. В слое 60 - 70 происходит стабилизация: 4 часа после полива — влагозапасы составляют 207,66 мм; 24 часа

после полива — 145,33 мм; 96 часов после полива — 129,48 мм; 120 часов после полива — 118,13 мм; 144 часа после полива — 104,53 мм; 240 часов после полива — 89,7 мм. В слоях глубже 70 см наступает уменьшение влагозапасов: 1 час после полива —

влагозапасы составляют 86,13 мм; 4 часа после полива — 204,17 мм; 96 часов после полива — 86,36 мм; 120 часов после полива — 123,65 мм.

На третьей делянке поливная норма была увеличена до 900 м3/га, но ситуация радикальным образом не изменилась. Стабильное увеличение запасов влаги происходит до слоя 60 см, затем в слое 60 - 70 происходит стабилизация: 4 часа после полива — влаго-запасы составляют 301,91 мм; 24 часа после полива —

241,4 мм; 96 часов после полива — 191,82 мм; 120 часов после полива — 157,76 мм; 144 часа после полива —

228.23 мм; 240 часов после полива — 210,45 мм, а после 70 см значения влагозапасов начинают уменьшаться.

Можно сделать вывод, что значительное накапливание влаги в почве происходит в слое 60-70, это подтверждается полученными значениями влаго-запасов при естественном (сухой образец) и увлажнении почвы при орошении. Поэтому мы считаем более рационально и экономически выгодно увлажнять почву для культуры пшеница до слоя 60-70. Именно в этом слое аккумулируется поступающая вода.

На первой делянке (поливная норма составила 200 м3/га) была определена влажность сухого образца по всем слоям: слой 0-10 — 17,48 мм; 10-20 — 35,55 мм; 20-30 — 58 мм; 30-40 — 73,44 мм; 40-50 — 92,42 мм; 50-60 — 123,21 мм; 60-70 — 145,87 мм; 70-80 — 153,68 мм; 80-90 — 182,35 мм; 90-100 — 227,66 мм. После полива мы наблюдаем следующую динамику изменения влагозапасов в почве: в слое 10-20 происходит стабильное увеличение запасов влаги, 1 час 30 минут после полива — влагозапасы составляют 54,07 мм; 4 часа после полива — 67,6 мм; 24 часа после полива — 73,02 мм; 48 часов после полива — 61,17 мм; 120 часов после полива — 59,41 мм; В слое 20-30 влагозапасы продолжают увеличиваться: 1 час 30 минут после полива — влагозапасы составляют 117,48 мм; 4 часа после полива — 115,18 мм; 24 часа после полива — 103,29 мм; 48 часов после полива — 107,79 мм; 120 часов после полива — 89,72 мм; в слое 30-40, 40-50 ситуация не меняется, т.е. запасы влаги продолжают стабильно накапливаться в почве. Для слоя 60 - 70 запасы влаги в почве стабилизируются: 1 час 30 минут после полива — 281,17 мм; 4 часа после полива — 161,1 мм; 24 часа после полива — 238,49 мм; 48 часов после полива — 213,27 мм; 120 часов после полива — 229,81 мм; В слоях глубже 70 см наступает планомерное уменьшение влагозапа-сов: 1 час 30 минут после полива — влагозапасы составляют 212,64 мм; 4 часа после полива — 152,8 мм; 24 часа после полива — 250,68 мм; 48 часов после полива — 202,68 мм; 120 часов после полива — 242,28 мм.

На второй делянке увеличиваем поливную норму до 300 м3/га и наблюдаем некоторые изменения в динамике влагозапасов. Со слоя 0-10 происходит планомерное и стабильное накапливание влаги в почве; в слоях 10-20, 30-40, 40-50, 50-60 ситуация не меняется, т.е. запасы влаги продолжают стабильно накапливаться в почве. Для слоя 70 - 80 запасы влаги в почве стабилизируются: 1 час 30 минут после полива — 222,24 мм; 4 часа после полива —

270.24 мм; 24 часа после полива — 332,48 мм; 48 часов после полива — 277,8 мм; 120 часов после полива — 263,16 мм; в слоях глубже 70 см наступает планомерное уменьшение влагозапасов: 4 часа после по-

лива — 245,69 мм; 24 часа после полива — 330,78 мм; 48 часов после полива — 183,18 мм; 120 часов после полива — 254,53 мм.

На третьей делянке увеличиваем поливную норму до 350 м3/га и наблюдаем ситуацию, как и на второй делянке. Со слоя 0-10 происходит планомерное и стабильное накапливание влаги в почве, в слоях 10-20, 30-40, 40-50, 50-60 ситуация не меняется, т.е. запасы влаги продолжают стабильно накапливаться в почве. Для слоя 70 - 80 запасы влаги в почве стабилизируются: 1 час 30 минут после полива — 268,95 мм; 24 часа после полива — 345,84 мм; 48 часов после полива — 280,58 мм; 120 часов после полива — 262,8 мм; в слоях глубже 80 см наступает планомерное уменьшение влагозапасов: 1 час 30 минут после полива — 249,11 мм; 24 часа после полива — 321,21 мм; 48 часов после полива — 280,58 мм; 120 часов после полива — 250,28 мм.

На четвертой делянке увеличиваем поливную норму до 400 м3/га и наблюдаем ситуацию, как на второй и третьей делянках. Со слоя 0-10 происходит планомерное и стабильное накапливание влаги в почве, в слоях 10-20, 30-40, 40-50, 50- 60 ситуация не меняется, т.е. запасы влаги продолжают стабильно накапливаться в почве. Для слоя 70 - 80 запасы влаги в почве стабилизируются: 1 час 30 минут после полива — 364,8 мм; 4 часа после полива — 360,74 мм 24 часа после полива — 312,04 мм; 120 часов после полива — 278,16 мм; в слоях глубже 80 см наступает планомерное уменьшение влагозапасов: 1 час 30 минут после полива — 347,47 мм; 4 часа после полива —

290,04 мм; 24 часа после полива — 282,48 мм; 120 часов после полива — 268,09 мм.

На пятой делянке увеличиваем поливную норму до 600 м3/га и наблюдаем ситуацию, как на предыдущих делянках (второй третьей и четвертой). Со слоя 0-10 происходит планомерное и стабильное накапливание влаги в почве, в слоях 10- 20, 30 - 40, 40-50, 50-60 ситуация не меняется, т.е. запасы влаги продолжают стабильно накапливаться в почве. Для слоя 70-80 запасы влаги в почве стабилизируются: 1 час 30 минут после полива — 336,48 мм; 24 часа после полива — 261,96 мм; 48 часов после полива — 215,16 мм; 120 часов после полива — 260,76 мм; в слоях глубже 80 см наступает планомерное уменьшение влагозапасов: 1 час 30 минут после полива — 273,74 мм; 24 часа после полива — 259,78 мм; 48 часов после полива — 212,45 мм; 120 часов после полива — 252,26 мм.

Мы наблюдаем следующую закономерность распределения влагозапасов в течение экспериментального периода для культуры люцерна: до слоя 70 см происходит значительное увеличение влаги в почве, затем в интервале 70 - 80 см происходит стабилизация, после 80 см значения влагозапасов начинают уменьшаться. Можно сделать вывод о целесообразности промачивания почвы до глубины 70-80 см, в связи с тем, что поступающая вода аккумулируется в этом слое.

На основании анализа полевого опыта делаем следующие выводы.

1. Выпадающие атмосферные осадки и оросительная вода активно влияют на изменение влагозапасов в почве под пшеницей в слое о 0 до 60 см и под люцерной от 0 до 70 см.

2. В слое 60-70 см под пшеницей и в слое 7080 см под люцерной происходит стабилизация и приближение к естественным влагозапасам.

3. В слоях глубже 70 см под пшеницей и слоях глубже 80 см под люцерной наступает уменьшение

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

влагозапасов, поэтому глубина расчетного слоя при оптимизации режимов орошения находиться в слое 60см для пшеницы и 70 см для люцерны.

Проведенные исследования показали, целесообразность увлажнения почвы не на максимальную глубину проникновения корневой системы в почву, а только лишь на глубину 60 — 70 см — для пшеницы и 70 — 80 см — для люцерны.

Выпадающие атмосферные осадки, влияющие на изменение влагозапасов почвы, также аккумулируются в слое 0 — 70 см и 0 — 80 см.

Полученные значения можно рекомендовать как оптимальную глубину расчетного слоя увлажнения для пшеницы, люцерны и других аналогичных биологических групп растений при определении дефицитов увлажнения, оптимальных размеров поливных норм с учетом естественных влагозапасов для этих слоев с целью получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.

Библиографический список

1. Агроклиматические ресурсы Омской области. — Ленинград : Гидрометеоиздат, 1971. — 106 с.

2. Семерханова, Е. Я. Природная тепло-влагообеспечен-ность — основа рационализации водопользования на агроландшафтах / Е. Я. Семерханова // Геосистемы: факторы развития, рациональное использование, методы управления : сб. науч. тр. / Туапсе, 2008. — С. 199 — 203.

3. Semerkhanova, E. Ya. Rational water use on agroameliorative

landscapes of west Siberian economic region — Оmsk priirtyshie case study / E. Ya. Semerkhanova // XIV Medzinarodnu Vedecku Konferenciu Enviro Nitra : сб. науч. тр. / Нитра, 2009. —

С. 284-287.

4. Гулюк, Г. Г. Оценка природных условий — основа внедрения информационных технологий управления мелиорациями / Г. Г. Гулюк, С. М. Тулиглович, М. В. Глистин // Мелиорация и водное хозяйство. — 2006. — № 3. — С. 2-27.

5. Сенчуков, Г. А. Районирование территории Северного Кавказа по степени природной тепло-влагообеспеченности / Г. А. Сенчуков, И. Н. Ильинская // Мелиорация и водное хозяйство. — 2006. — № 6. — С. 35 — 38.

6. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М. : Изд-во Агропромиздат, 1979. — 309 с.

СЕМЕРХАНОВА Екатерина Яковлевна, аспирантка, старший преподаватель кафедры гидротехнических мелиораций.

Адрес для переписки: e-mail: ksemer@yandex.ru ШМАКОВ Виктор Иванович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры гидротехнических мелиораций.

Адрес для переписки: e-mail: victorshmakov@ yan-dex.ru

Статья поступила в редакцию 09.03.2011 г.

© Е. Я. Семерханова, В. И. Шмаков

УДК 631.316.022.4 А. Н. ОРЛОВ

Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ,

ДЕЙСТВУЮЩИХ НА СЛОЙ ПОЧВЫ НА ЛАПЕ ПРИ ДВИЖЕНИИ КУЛЬТИВАТОРА

При движении культиватора перемещение пласта от входного сечения гребнеобразо-вателя к выходному сечению происходит по функции г=((х). При этом происходит изменение положения пласта почвы по осям х и г и изменяется скорость движения V. Для определения силы, необходимой для перемещения слоя почвы в конкретном гребнеобразователе, необходимо угол а выразить через длину гребнеобразователя. Ключевые слова: культиватор, гребнеобразователь, пласт почвы, скорость движения, движение, функция.

Исследование сил, действующих на слой почвы на лапе культиватора, необходимая часть для определения рациональной скорости движения агрегата и сил, необходимых для перемещения слоя почвы при обработке посевов кукурузы. Целью подбора рациональной скорости движения является соблюдение агротехнических требований при обработке почвы и равномерность засыпания сорных растений в рядке [1].

Рассмотрим силовое взаимодействие пласта почвы единичной длины в направлении оси У на поверхности гребнеобразователя в функции z=f(x).

Схема выделенного участка представлена на рис. 1.

На схеме (рис. 1) выделен элементарный участок пласта, который перемещается по траектории, соответствующей функции z=f(x). При этом сделано предположение, что слой почвы движется без сгру-живания, т.е. угол трения а<ф угла подъема почвы

и, таким образом, высота слоя на поверхности постоянна, т.е. Лс = соп8І;. Приведенные выше условия позволяют рассматривать пространственную задачу о движении пласта почвы в виде функции z=f(x). Начало сгруживания почвы на рабочей поверхности