WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«У к р а и н с к а я академия аграрных наук Национальный научный центр «И н с т и т у т почвоведения и а г р о х и м и и им. А. Н. С о к о л о в с к о г о ...»

-- [ Страница 3 ] --

К сожалению, физическое состояниб почв никогда не бы ло объектом массовых исследований. Показатели физических свойств почв не изучались в процессе крупномасштабного почвенного обследования, не измеряются они при агрохимиче ской паспортизации полей. Такие данные фактически вообще редко используются при обосновании мероприятий по повы шению плодородия почв. Это при том условии, что в течение многих лет их исключительное значение для формирования благоприятного урожая и экологической обстановки никогда и никем не оспаривалось. Лишь в последние несколько десяти летий в связи с глобальными явлениями потери почвами структурности и усиления эрозии (из-за дегумификации и других причин), переуплотнения, повсеместного проявления корки внимание к ним постепенно возрастает. Больше стали измерять плотность сложения и устойчивость структуры в опытах по обработке, с мелиоративными целями. Обосновано представление об оптимальной и равновесной плотности.

Уточнены требования к плотности сложения у разных куль тур. Все это послужило основой для дифференциации способов обработки в зависимости от почвенно-климатических условий и требований культур. Установление параметров плотности сложения корнеобитаемого слоя стало настолько распростра ненным, что даже появились соответствующие нормативы, на основании которых оказалось возможным выбрать ту или иную обработку или даже полностью отказаться от нее (нуле вая технология). Все же, несмотря на возросшую популяр ность и информативность плотности сложения этот показатель в массовом порядке пока не измеряется. Причина - совер шенно неприемлемый, не поддающийся автоматизации весо вой метод измерения. Его суть, как известно, заключается в отборе образца почвы'ненарушенного сложения в металличе ское кольцо определенного объема, взвешивании и последую щем определении влажности. Процедура измерения такова, что не может быть и речи о ее воспроизводстве в сельскохо зяйственном предприятии. Нужны кольца, приспособления для их вертикального погружения в почву, бюксы, сушиль ные шкафы и определенные навыки. Поэтому такой важный с агрономической точки зрения показатель не находит приме нения в производстве, а выбор способов обработки осуществ ляется, не в соответствии с параметрами конкретного поля, а по неким усредненным региональным рекомендациям.

В контексте данной книги предлагается для оценки физи ческого состояния почв использовать другой показатель, кото рый можно было бы просто измерить и который был бы связан с плотностью сложения достаточно воспроизводимой моделью.

Тогда оказалось бы возможным использовать накопленный ра нее нормативно-справочный материал. В качестве такого пока зателя нами настоятельно рекомендуется твердость.

В контексте данной книги нам представляется важным доказать, что твердость может с успехом использоваться в ка честве интегрального показателя физического состояния почв.

Более того, он даже имеет явные преимущества в сравнении с плотностью сложения. Для этого мы воспользовались литера турными и собственными данными о динамике твердости поч вы в связи с обработкой и разработали предварительные ре комендации о существе предпосевной обработки на почвах различного грансостава и выборе соответствующих орудий.

Основной критерий выбора - твердость посевного слоя.

Конечно, недостаток оригинальных данных не позволяет рассмотреть нормативные и прикладные аспекты твердости в полном объеме. Уверены: накопление соответствующих дан ных позволит развить обозначенное направление. Тогда твер дость по праву займет достойное место в агрономических, почвенных, мелиоративных, экологических и инженерно технических исследованиях. В контексте данного материала главное - сформулировать концептуальные агрономические и технические требования к посевному слою на основании его параметров твердости, рассматриваемому нами в качестве ин тегрального показателя их физических свойств.

9. ТВЕРДОСТЬ КАК СРЕДСТВО КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ПОЧВООБРАБОТКИ

Как мы упоминали выше, применение твердомеров ока зывается полезным в вопросах контроля качества выполнен ной операции рабочим органом почвообрабатывающей маши ны. Здесь используется высокая чувствительность твердомеров на появление в обработанном слое уплотненных прослоек, крупных комков, нежелательного изменения глубины обра ботки и других отклонений от нормы. По данным П.В.Горохова (1990), только что вспаханное поле или поле по сле проведения культивации не должно иметь параметров твердости выше 10 кгс/см 2 (максимально допустимая величи на), но обычные ее параметры в пределах 5-6 кгс/см 2.

Особенно важен такой контроль после плантажной вспаш ки, когда на поверхность и в верхние горизонты профиля во влекаются нередко переуплотненные слои, которые при рыхле нии склонны к образованию глыб. Точно также невыравнен ность (пестрота) пашни может возникнуть после проведения ко ренного окультуривания пастбища, вспашки солонцеватых почв. Нет необходимости доказывать, насколько измерение твердости упростит операцию контроля качества выполненных работ и с помощью сравнительно доступного инструмента ока жет содействие агрономической службе предприятия.

Например, в определении глубины обработки - основной, предпосевных культиваций либо даже боронования. Плоский плунжер при погружении твердомера в почву любой перепад твердости диагностирует сравнительно легко. Но требуется определенный опыт в проведении измерений. Ведь применяе мая для этого пружина при увеличении твердости на 1 кгс/см 2 добавляет к обычно плавному ходу твердограммы лишь 1 мм. Обычная мерная линейка, которая предназначена для этого контроля, и по времени замера и точности сущест венно хуже твердомера.

Твердомер также применим, если нужно оценить (разу меется, очень приблизительно) степень достигнутого рыхле ния почвенного слоя после обработки. Ю.Ю. Ревякин (1950) назвал этот показатель условной связностью почвы и предло жил примерные его требуемые величины после обработки раз ных агрофонов (табл. 9.1).

Таблица 9.1. Примерные требуемые величины твердости после По мнению Ю.Ю. Ревякина, параметры твердости, пре вышающие указанные в таблице, считаются неудовлетвори тельными. Для нормального развития всходов высаженных культур они потребуют уменьшения. Для этого нужны допол нительные обработки агрофонов. Если в хозяйстве будет на лажен систематический контроль твердости и выяснена спе цифика твердости каждого поля севооборота, то такой кон троль улучшит систему обработки почв и приведет ее в соот ветствие с особенностями полей и требованиями культур.

В заключение приведем примерные показатели твердо сти, с помощью которых оценивают физическое состояние корнеобитаемого слоя как такое, что не требует применения дополнительных рыхлений (табл. 9.2). Как и ранее, приводи мые показатели пригодны для оценки почв среднего и тяже лого грансостава.

Таблица 9.2. Примерные показатели твердости для различных видов обработки, когда дополнительное рыхление не требуется Если же показатели твердости после проведения соответ ствующей обработки превышают приведенные в таблице вели чины, обрабатываемый слой нуждается в дополнительной раз делке. Разумеется, эта рекомендация не касается прикатыва ния, выбор орудия для проведения которого осуществляется с учетом необходимого доуплотнения.

10. ТВЕРДОСТЬ И НОРМИРОВАНИЕ

МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПОЛЕВЫХ РАБОТ

Большое разнообразие почв страны и значительная ва риабельность их удельного сопротивления затрудняет получе ние таких данных, а вместе с этим и решение многих вопро сов, где этот показатель крайне необходим. Это и конструиро вание почвообрабатывающих орудий, и обоснование опти мального режима их эксплуатации, и нормирование произво дительности труда при выполнении технологических опера ций. Последнее следует подчеркнуть особо, ибо прямые опре деления удельного сопротивления почв, выполненные для этих целей еще в 50-60-ые годы, теперь, конечно, устарели. К тому же в те годы измерения были проведены только для прицепных машин, ибо навесных, которые доминируют сего дня, в те годы в производстве практически не было. Да и ме тодика, по отзывам ведущих специалистов (П.У. Бахтин и др.), была несовершенна.

К сожалению, сегодня вряд ли реален позторный тур технологической паспортизации полей, тем более на новой, более совершенной основе. Скорее всего, дело ограничится уточнением ранее полученных данных с использованием кос венных методов.

Поэтому понятен столь большой интерес к разработке не прямых методов изучения удельного сопротивления. Ранее мы уже упоминали о подходах к определению удельного сопро тивления по твердости, предпринятых Н.А. Качинским, B.C. Волкановским, Н.В. Щучкиным. К этому ряду исследо вателей следует добавить В.В. Коцыгина (он оценивал удель ное сопротивление по скорости распространения напряжения в почве), А.Р. Дарджиманова (по влажности и сопротивлению сдвигу), А.П. Оганесяна (с помощью ротационного твердоме ра). Словом, попыток было много, но, насколько нам извест но, ни одна из них широко не используется в производстве для целей нормирования. В производстве наряду с прямым динамометрированием находит применение тяговый работомер РТТК-АФИ, который, к сожалению, также не лишен недос татков (в частности, не учитывает возрастающие трудности на обработку при буксовании).

В наших исследованиях мы попытались использовать твердомер. Правда, в отличие от прежних работ испытали твердомер со сменными плунжерами - конусом и плоским диском. Причем гипотеза состояла в том, что конечный ре зультат пенетрации оценивается по сумме двух видов сопро тивлений, считая, что их сумма в большей мере соответствует усилиям, которые преодолевает почвообрабатывающий рабо чий орган при обработке почвы.

Полученные результаты (к сожалению, их пока недоста точно для формулирования ясных выводов) отражены в табл. 10.1. Мы оценили их как обнадеживающие (ведь измене ние суммарной твердости было строго пропорционально удельному сопротивлению), требующие проверки при выпол нении других агротехнических операций.

Таблица 10.1. Удельное сопротивление и твердость почвы при проведении культивации на различную глубину Одновременно нами в рамках международного проекта, поддержанного американским фондом CRDF, в содружестве с «Хартрон-энерго» был изготовлен твердомер, на дисплее кото рого наряду с силой, с которой плунжер погружается в почву, показываются затраты работы (рис. 10.1). Твердомер успешно прошел предварительные испытания, однако для его исполь зования в целях нормирования механизированных полевых работ потребуются дополнительные полевые измерения с при влечением различных агрофонов и технических средств. Кро ме того, следует иметь в виду, что сопротивление почв рас клиниванию, что предусматривается измерять в данном твер домере, вовсе не адекватно сопротивлению почвы, которое преодолевает почвообрабатывающий рабочий орган в процессе выполнения любой агротехнической операции.

Рис.10.1. Твердограмма и оценка выполненной работы при погружении пенетрометра в почву

11. ТВЕРДОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Значение твердости для роста и развития сельскохозяйст венных культур и особенно их корневых систем очевидно.

П.У. Бахтин и др. (1960), исследуя твердость на пятнах с угне тенными и нормально развитыми растениями, обратили внима ние на почти 2-кратные различия в твердости почвы под расте ниями. Причину плохого развития растений эти авторы усмот рели в повышенной твердости. В этой же работе предлагается оптимальная величина твердости для начальных стадий разви тия зерновых культур при влажности, близкой к влажности физической спелости. Эта величина определена в пределах 5-8 кгс/см 2. В дальнейшем по мере развития растений и их корневых систем величина твердости в 20-25 кгс/см 2 рассматри вается как вполне допустимая. Примерно такие же величины оптимальной твердости названы в работе В.П. Смагина и др.(1981).

В последней работе приведено немало интересных данных о динамике твердости на пастбищах и ее влиянии на рост корней и продуктивность надземной массы. Неудачи много численных попыток подсева многолетних трав в необработан ную почву автор связывает с повышенной твердостью почв па стбищ на глубине 5-15 см. Твердость на этих глубинах дости гает 43 - 57 кгс/см 2. В сравнении с этими данными твердость на пашне составила всего лишь 10-11 кгс/см 2. Высокая твер дость ставит развивающееся растение в неблагоприятные ус ловия. Если на пашне длина корешка прутняка через 2 меся ца после появления всходов колеблется от 10 до 16 см, в то время как на необработанных участках «сбитых» пастбищ она не превышает 3-5 см. Молодое растение не в состоянии разви вать корневую систему в твердой почве и гибнет.

Л.С. Роктанен (1955) установил, что в почвах с высокой твердостью корневая система ячменя не могла развиваться в глубину и тем самым ограничивала поступление влаги в рас тения из ниже лежащих глубин. Кстати, именно глубокая корневая система служит гарантией выживания растений в годы с недостаточным увлажнением. Поэтому, если в актив ной части корневой системы возникают прослойки повышен ной твердости, адаптивные возможности культуры преодоле вать неблагоприятные погодные аномалии резко ухудшаются.

Интересные результаты получены Е. Bolenius et.al.(2000).

Если ранее в Швеции пестроту урожая чаще всего рассматрива ли как следствие перераспределения питательных элементов в почве, то в этой работе чрезвычайно широкий разброс урожай ных данных на поле (от 4,0 до 11,5 т зерна/га) объяснили ва риабельностью твердости почвы. Была установлена достаточно ясная закономерность: урожай был выше там, где меньше твер дость. Одновременно были установлены различия в динамике развития корневых систем в течение вегетации ячменя.

В.П. Гордиенко, 1998 и другие), зерновые культуры вполне переносят повышенную твердость (20-25 кгс/см 2,, в то время как для пропашных, корнеплодов, садовых и овощных она неприемлема. Оптимальные параметры в этих случаях не пре вышают 5-10 кгс/см 2 Твердость выше 30 и особенно выше 40-50 кгс/см 2 сильно угнетает и даже останавливает рост кор невых систем большинства культур.

По мнению В.Ю. Бондаревой (1982), верхним пределом твердости почвы для большинства зерновых культур, после ко торого резко ухудшаются условия их развития, следует считать 15-19 кгс/см 2, для корнеплодов - 5-10, для картофеля 5 кгс/см 2. С точки зрения усилий, затрачиваемых при вспашке, оптимальной является твердость 10-20 кгс/см 2.

По данным W. Riedell et al. (2005), полученным для лег косуглинистой почвы из Южной Дакоты (США), урожай ку курузы отрицательно коррелировал с твердостью почвы, при чем снижение урожая особенно ощущалось по фону нулевой обработки. На этом варианте твердость существенно возраста ла, начиная с поверхностных слоев и примерно до глубины 60 см. Эти авторы обращают внимание на недопустимость по вышения твердости по нулевой обработке в более глубоких слоях, где с ней бороться трудно и очень затратно.

M.W. Roque et al. (2008) установили обратно пропорцио нальную связь между твердостью и развитием корневой сис темы и урожаем сои, выращенной в орошаемых условиях. Ис следования были проведены с использованием регулярной се ти 60 точек и обработкой данных геостатистическим методом.

То есть, наличие связи между твердостью, корнями и урожа ем было подтверждено как в пространственных, так и непро странственных форматах.

Систему «твердость - корень» нельзя, тем не менее, представлять как только одностороннее влияние твердости на формирование и развитие корней. Корень также влияет на почву, причем в зависимости от культуры и особенностей ее корневых систем иногда это влияние достигает существенной значимости. Например, в посевах прутняка непосредственно под кустом твэрдость даже при недостатке влаги не превыша ет 2,0-2,5 кгс см 2, в то время как в междурядье (в 15-25 см от растения) она колеблется от 15 до 53 кгс/см 2 (В.П.Смагин и др., 1981). Аналогичные результаты мы получили (совместно с Т.Е. Лындиной), наблюдая твердость в ряду и междурядье посевов кукурузы, сахарной свеклы и даже зерновой культу ры сплошного сева при расстоянии между рядами 7см. Ре зультаты этих исследований частично отражены в табл.

2 приложения.

12. ТВЕРДОСТЬ В ТОЧНОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ

Изложенный выше материал о значительных возможно стях показателя твердости почв для экспрессной, достаточно точной и в целом состоятельной оценки физических, физико механических и технологических свойств почв дает нам осно вание для его использования как индикатора точного земле делия и, в частности, точной механической обработки почв.

Напомним, что индикаторы точного земледелия - показа тели, с помощью которых устанавливается неоднородность поля по свойствам почвенного покрова и состоянию произрастающих на нем растений. Основное требование к индикаторам - способ ность пространственно оценить те свойства поля, используя ко торые можно дифференцировать технологии его обработки, удобрения, средства химической защиты от болезней и вредите лей. Иначе говоря, на основании этой информации выбирают технологии дифференцированного возделывания культур. Ин дикаторы для точного земледелия принципиально не отличают ся от индикаторов, которые обычно используются для характе ристики элементов плодородия почв. Основное отличие (и труд ность) - необходимость иметь пространственно распределенную информацию, то есть, требуется характеризовать поле намного большим количеством данных. Конечно же, это экономически затратно и не всегда выполнимо.

Твердость в этом плане является привлекательным пока зателем для точного земледелия, ибо его определение даже с помощью твердомера Ревякина, не говоря уже об усовершен ствованных приборах с автоматической записью измерений, представляется настолько высоко производительным процес сом, что практически не имеет ограничений для оценки раз личных видов сопротивлений в поле любой сложности и кон фигурации. Кроме того, используя твердость, мы выполняем важнейшее требование точного земледелия - получить ин формацию о состоянии поля непосредственно перед проведе нием обработки, то есть, в режиме on-line.

Поэтому сегодня параллельно с внедрением точного зем леделия получили развитие методы дистанционного зондиро вания и новые экспериментальные образцы приборов, позво ляющие в этом режиме регистрировать ключевые свойства почв, необходимые для развития точного земледелия. Таких приборов становится все больше и их возможности постоянно расширяются. Приборы устанавливаются на рабочие органы почвообрабатывающих машин, тракторы, комбайны и (без от бора почвенных образцов и растений, без их транспортировки в лабораторию и без камеральных аналитических работ) по зволяют в процессе выполнения технологических операций (обработки почв либо сбора урожая) определять свойства почв.

В этом и состоит суть режима on-line. К этому же классу при боров относятся средства аэрофото- и космической съемок, возможности которых расширяются.

Вместе с тем, актуальными остаются и традиционные (наземные) средства контроля. Данные, полученные с помо щью таких методов, являются эталонными. Они считаются более точными. Поэтому твердость как индикатор удовлетво ряет потребностям точного земледелия - и в точности измере ния, и в отношении использования режима on-line. Более то го, с применением таких индикаторов как твердость могут быть усовершенствованы сами основы точного земледелия.

Напомним, что в начальные этапы развития точного зем леделия достаточной для его планирования считалась карта урожайности культуры, которая, казалось, давала объектив ную информацию для дифференцированного внесения удобре ний и химических средств защиты растений. В дальнейшем стало ясно, что карты урожайности совершенно недостаточно, ибо состояние растений не всегда точно отражает уровень пло дородия почвы. Причина расхождений состоит в том, что пло дородие почв является очень сложным явлением, в формиро вании которого принимают участие природные и антропоген ные факторы. Плодородие почв - результат почвообразова тельного процесса, вследствие которого формируются свойства почв - физические, химические и прочие, создается запас пи тательных веществ и условия для эффективного их использо вания растениями. Одновременно с этим плодородие - резуль тат деятельности человека. Оно может истощаться вплоть до полной утраты либо поддерживаться и пополняться за счет рационального хозяйствования. Большое значение для плодо родия почв имеют климатические условия, которые могут способствовать реализации запаса питательных веществ поч вы, потенциала растения и агротехнологии, либо, напротив, их консервировать. В итоге можно констатировать, что плодо родие зависит от многих факторов - почвенных, климатиче ских, организационных, технологических и других. В этой сложной и нередко противоречивой (в том смысле, что дейст вие факторов на урожай носит разнонаправленный и неодина ковый по интенсивности характер) системе трудно ожидать высокой степени соответствия между факторами плодородия и состоянием растений. Напомним, что JI.O. Карпачевский (2001), длительное время исследовавший взаимосвязь между факторами плодородия и состоянием растений, оценивает ее коэффициентом корреляции не выше 0,5. Именно поэтому карта урожайности нередко может отражать действие случай ных факторов и вовсе не характеризовать их устойчивое соот ношение во времени и в пространстве. Именно поэтому карту урожайности необходимо дополнять информацией о свойствах почв. Именно поэтому твердость как простой в измерении и довольно точный индикатор физического состояния почв столь важен в точном земледелии. Но не только это. Характеризуя пространственные особенности твердости поля, мы формируем предпосылки его точной предпосевной либо основной обрабо ток и тем самым расширяем возможности самого точного земледелия, которое до этого было сосредоточено на примене нии удобрений и средств защиты растений.

Несколько слов о подготовке к проведению пенетромет рирования почв поля в целях обоснования его точной механи ческой обработки. На поле накладывается регулярная сеть элементарных делянок из расчета 1 делянка на 0,5-1 га. Рас стояния между центрами делянок вдоль продольных и попе речных направлений должны быть равными. Делянки разме щают в местах пересечения продольных и поперечных на правлений. Размер элементарной делянки для пенетрометри рования и, если нужно, отбора образцов, составляет 5 х 5 м.

Делянки геопозиционируются для последующего картирова ния, совмещения карты твердости с другими картами (проце дура кокригинга), повторного пенетрометрирования, учета урожая и прочих целей.

Время проведения полевых работ должно предшествовать проведению обработки почв - весной перед культивацией, осенью - основной обработкой.

Число повторностей при измерении - не менее 10, глуби н а — в зависимости от возможностей пенетрометра, но не ме нее 40 см, с тем чтобы получить показатели твердости в по севном, пахотном и подпахотном слоях, включая плужную подошву. Тем самым будет охвачена пенетрометрированием зона наибольшего развития корней.

Исходные данные твердости обрабатывают для получения следующих статистических и геостатистических характе ристик:

- вариационно-статистические элементы (среднее арифме тическое, его ошибка, точность измерения параметров (в пре делах элементарной делянки), коэффициент вариации, сред нее квадратическое отклонение, коэффициенты асимметрии, эксцесса, крутизны и т. д.), используя программу Statistical - специфические геостатистические параметры при необхо димости детального изучения пространственной неоднородности (дисперсия, вариограмма, спектральная плотность дисперсии, порог дисперсии, радиус корреляции, наггет-эффект) - с ис пользованием программы Surfer;

- одномерные и многомерные карты - диаграммы твердо сти почв с расчетами площадей контуров для разделения поля на отдельные рабочие участки и последующего дифференци рования способов и глубин обработки - с использованием про грамм Maplnfo и Surfer.

Далее рассмотрим примеры реализации пространственной информации о твердости почвы поля для дифференцирования механической обработки. Мы полагаем, что демонстрируемые твердограммы позволяют получить достаточно ценную инфор мацию о прочностных параметрах для того, чтобы выбирать способы рыхления более обоснованно. Примерная стратегия выбора способов и интенсивности обработки в зависимости от показателей твердости в предпосевной период, полученная на основании главным образом экспертной оценки, предложена нами ранее. В зависимости от параметров и ее качественной характеристики меняется интенсивность и глубина воздейст вия на почву рабочим органом для предпосевной обработки почвы.

В качестве объектов использовано несколько полей в По лесье и Лесостепи Украины. Характеристика объектов приве дена в табл. 12.1.

Таблица 12.1. Общие сведения об объектах пенетрометрирования Пенетрометрирование было проведено в состоянии равно весной плотности сложения (спустя 2,0-2,5 мес. после послед ней обработки, непосредственно перед уборкой урожая). По этой причине полученные данные наилучшим образом были пригодны для уточнения способов и глубин основной обработ ки почв.

Результаты статистической и геостатистической обработ ки пенетрометрирования отражены в табл. 12.2. Прежде все го, следует обратить внимание на величину коэффициента пространственной вариации. Для исследованных объектов он изменяется в пределах 0,10-0,27, что считается умеренной и повышенной оценкой и почти всегда гарантирует наличие пространственной неоднородности. Действительно, автокорре ляционная функция присутствует, что неопровержимо дока зывает наличие на всех полях определенной пространственной структуры твердости и обоснованность будущей парцеллиза ции поля. Иначе говоря, на каждом исследованном поле могут быть найдены рабочие участки для дифференцированного вне дрения разных способов обработки. Однако это теоретически, а для практики рабочие участки должны иметь определенный размер и конфигурацию для того чтобы обеспечить выгодность хозяйствования согласно принципам точного земледелия.

Характерны другие особенности пространственной неод нородности твердости. Близость медианных и средних значе ний свидетельствует о нормальности кривой распределения и в целом незначительном влиянии асимметрии и эксцессов. Это также свидетельствует в пользу технологии точного земледе лия, так как на полях не следует ожидать доминирования площадей с резко отклоняющимися значениями твердости.

Твердость, как и следовало ожидать, имеет существенные различия в пахотном слое и в плужной подошве. Причем эта закономерность обнаруживается в почвах супесчаных и тяже лосуглинистых, в почвах с высоким и низким уровнем плодо родия. Важно также отметить, что твердость в исследованных полях характеризуется преимущественно значительными ве личинами. Конечно, нужно иметь в виду, что это равновесное состояние и наконечник был плоским диском, однако, даже учитывая эти обстоятельства, нужно признать, что такие ве личины твердости не свидетельствуют в пользу сплошной ми нимализации обработки этих полей.

Следующий этап обработки полученных данных связан с построением одно-, двух- и трехмерных диаграмм твердости, на основании которых, в конце-концов, мы должны получить реальное представление о пространственной неоднородности твердости (ее визуализации) и контуры рабочих участков (management units) для дифференциации способов и глубин обработок.

Возможность пространственного рассмотрения твердости дают 1- D (общепринятое сокращение от английского слова «dimension» - измерение) - профильные одномерные, 2 - D (двухмерные) и 3 - D (трехмерные пространственные) твердо граммы. В частности, на демонстрируемых в приложении примерах следует обратить внимание на значительный диапа зон и пространственную пестроту показателей твердости. По вышенные показатели твердости, как показали результаты топографической съемки и измерения влажности, связаны с повышенным рельефом и уменьшенным увлажнением.

Упомянутые l-D-диаграммы демонстрируются на рис.

П3.1-П3.5 в приложении;

2-D- и З-Б-диаграммы на рис. рис.

12.1;

12.2.

Визуализация твердости в исследованных полях ясно по казывает особенности пространственной пестроты этого пока зателя. Почти все l-D-диаграммы твердости почв элементар ных делянок однотипны, лишь по - разному проявляется плужная подошва - по глубине и величине перепада в сравне нии со смежными слоями. Характерно, что плужная подошва не имеет оплошности, следовательно, уже только по этой при чине не требуется ее сплошная обработка (разумеется, при достаточно высоких показателях твердости).

Не можем вновь не обратить внимание на значительный диапазон найденных показателей твердости. Они изменяются от значений, которые сравнительно легко преодолевают корни практически всех выращиваемых культур (не более кгс/см 2 ), до значений, явно вредных, затрудняющих их рост и функционирование (в пределах 30-40 кгс/см 2 ). Одновременно, как мы подчеркивали ранее, для успешного прорастания се мян и развития корней 1-го порядка желательно, чтобы твер дость не превышала 10 кгс/см 2, а для мелкосемянных (таких как сахарная свекла) - даже 5-7 кгс/см 2. Исходя из этой ин формации, можно рекомендовать обязательную предпосевную обработку, если твердость посевного слоя превышает кгс/см 2, глубокую предпосевную культивацию - если слой глубже 7-12 см имеет твердость выше 20 кгс/см 2. Наконец, если в плужной подошве твердость выше 40 кгс/см 2 - то хотя бы один раз в севообороте глубокую чизельную обработку.

Перечисленные параметры можно рассматривать в каче стве своеобразных нормативов, хотя, конечно, это лишь пер вое приближение, нуждающееся в уточнении применительно к тому разнообразию почв и возделываемых культур, что име ется в Украине.

Если воспользоваться постулатами точного земледелия, то на поле следует найти контуры со следующими значениями твердости:

- оптимальные значения, при которых не создается пре пятствий для роста и развития корней. В соответствии с этим такие контуры не требуют проведения рыхлений и вообще ка кой-либо обработки. Это первая агротехнологическая группа рабочих участков;

- средние (модальные, наиболее часто встречающиеся зна чения), при которых обычно используются стандартные приемы зональной технологии обработки. Эти контуры относятся ко второй агротехнологической группе рабочих участков;

- наихудшие значения, которые потребуют применения дополнительных и, возможно, более активных приемов обра ботки. Это 3-я агротехнологическая группа рабочих участков.

Используя эти постулаты и примерные нормативные оценки, приведенные выше, получаем требуемые рабочие уча стки. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Для этого составим соответствующую таблицу 12.3 - своеобразное технико экономическое обоснование внедрения точной обработки на исследованных полях. Таблицу составляют на основании ана лиза 2-Б-диаграмм, точнее анализа площадей контуров с раз личными значениями твердости. Легенда к диаграммам выби рается с учетом размаха колебаний показателей твердости, а также приведенных примерных нормативных оценок твердо сти, в зависимости от которых выбирается тот или иной вид обработки.

В прилагаемой таблице использовано лишь несколько ин дикаторов физического состояния почв по твердости, точнее, лишь те индикаторы, для которых качественно различное со стояние диагностируется достаточно надежно, а соответствую щие механические операции относительно легко подбираются.

С нашей точки зрения, зная величину твердости в посевном слое, можно решить, какую по интенсивности подготовку поч вы и каким орудием следует произвести. При этом, конечно, нужно учесть семена какой культуры предполагается высеять.

Разумеется, наше предложение касается лишь принципиальной стороны вопроса. Поэтому мы здесь не рассматриваем степень засоренности поля, многие другие его особенности.

Далее, использование твердости как диагностического критерия позволяет обратить внимание на ряд вопросов, кото рые традиционно игнорируются в земледельческой практике.

Например, плужная подошва. Оценка твердости плужной по дошвы, ее глубины и пространственной приуроченности к той или иной части поля позволяет более определенно решить во прос о том, что с ней делать - по-прежнему игнорировать либо разрушить.

Не менее важно установить физическое состояние в под семенном слое, слое непосредственно прилегающем к семенам и определяющем эффективность функционирования корней на первом, пожалуй, наиболее важном в онтогенезе культуры этапе.

Например, поле в Ведильцах (дерново-среднеподзолистая почва) имеет повышенную твердость в слое, непосредственно прилегающем к высеваемым семенам (подпосевной слой), рав ную 20-30 кгс/см 2. Такая величина твердости согласно многим сообщениям (В.П. Гордиенко и др., 1998) оказывает заметное отрицательное влияние на рост и развитие корней. Ясно, что эту упрочненную прослойку следует разрушить. Подчеркнем, что существующими технологиями фактически не предусмат ривается воздействовать на этот слой непосредственно перед посевом и после посева культуры. Лишь так называемая 2-х фазная технология возделывания культур (A.M. Мал1енко, 1997) предлагает провести обработку этого (подсеменного) слоя после появления всходов и тем самым улучшить условия развития корневых систем. Эта технология наилучшим обра зом зарекомендовала себя на дерново-подзолистых и других почвах, склонных к переуплотнению в подсеменном слое.

Требует дополнительного обсуждения проблема плужной подошвы. В современных агротехнологиях обработки почв обычно указывается, что она образуется при проведении вспашки на одну и ту же глубину и для того чтобы умень шить ее вред на рост корней требуется всего лишь проводить основную обработку на разную глубину. Иначе говоря, доста точно одной профилактической работы и проблема будет снята с повестки дня. При этом исследований, направленных на изучение параметров плотности и твердости в плужной по дошве, ее реальном распространении и конфигурации в поле, практически не проводилось. Исследование плужной подошвы в некоторых полях Полесья и Лесостепи, проведенное нами (В.В.Медведев, 2007), показало, что плужная подошва присут ствует везде, ее параметры порой чрезвычайно высоки, и, сле довательно, одной профилактики будет явно мало. Нужна пе риодическая глубокая обработка, предположительно хотя бы один раз за ротацию севооборота. Жаль, но имеющиеся обоб щающие исследования по изучению сверхглубокой обработки на урожай в зонах Полесья и Лесостепи, не показали положи тельных результатов. Правда, плужная подошва в этих опы тах не была предметом исследования, параметры плотности и твердости в опытах не измерялись, влияния на рост и разви тие корней не отслеживалось. Нам представляется, что при величине твердости выше 40 кгс/см 2, вред от плужной подош вы на плодородие почвы очевиден и пренебрегать далее этим обстоятельством не следует.

В первом приближении мы склонны полагать, что при вы соких параметрах твердости в плужной подошве и ее значи тельном распространении в пространстве поля, требуется чи зельное рыхление. Причем, если твердость находится в преде лах 35-40 кгс/см 2, можно ограничиться слабым по интенсивно сти рыхлением чизелем или подобным орудием с небольшим углом атаки. В этом случае расход энергии на проведение сверхглубокого рыхления будет небольшим. Если же параметры твердости находятся в пределах 40 и выше кгс/см 2, требуется полноценное рыхление серийным чизельным орудием. Разуме ется, эта гипотеза требует экспериментальной проверки, но, по вторяем, исходных данных о высокой и сверхвысокой твердости в плужной подошве так много, что провести подобные произ водственные испытания целесообразно.

Анализируя таблицу 12.3, прежде всего, обратим внима ние на площади исследованных полей, относящихся к 1-ой и ей агротехнологическим группам. Напомним, что в 1-ой из них показатели твердости таковы, что обработка не требуется вооб ще, в 3-ей - напротив, требуется, причем она должна по воз можности быть интенсивной либо нестандартной, то есть, та кой, какой ранее в технологии возделывания культур не было.

Иначе говоря, использование твердости как индикатора физического состояния почв выдвигает новые требования к орудиям для их обработки. В соответствии с разнообразными условиями должны быть также более разнообразны и орудия.

Например, если твердость лишь немного превышает опти мальную величину, для чего применять стандартный культи ватор. Ведь в результате неизбежное разрушение почвы и из лишние траты горюче-смазочных материалов. Следовательно, арсенал рыхлительных орудий с различным углом атаки и различным числом рабочих поверхностей должен быть расши рен. Точно также, если показатели твердости неудовлетвори тельны, то должны быть такие орудия, которые смогли бы за один проход снизить их до требуемых величин.

Площади контуров с разными показателями твердости, как упоминали, были получены путем обработки 2-П-диаграмм с помощью кригинг-метода. Как видно, контуры оказались сложны по конфигурации и различны по размерам. Агротехно логические группы контуров выделены на рис. 12.3. Использо вать их в качестве рабочих участков для дифференцированной механической обработки достаточно трудно и возможно лишь при наличии машинно-технологических комплексов, способных воспринимать и исполнять соответствующие директивы.

Рис.12.3. Дробление исследованных полей на агротехнологи ческие группы. Твердость в пахотном слое и в плужной подошве, кгс/см2, на исследованных объектах. 1- 1-ая группа с оптималь ными параметрами твердости;

2- 2-ая группа со средними пара метрами;

3-я группа с наихудшими параметрами.

Поэтому выделенные агротехнологические группы нуж даются в дальнейшей трансформации, которая состоит в мак симально оправданном спрямлении сложных контуров. Тогда окажется возможной дифференцированная обработка поля с помощью серийных орудий.

Итак, несмотря на недостаток данных о взаимосвязи твердости с качественными характеристиками корнеобитаемо го слоя, мы все же полагаем, что твердость как прочностной показатель должна стать важным в решении вопроса о способе и интенсивности обработки. Ведь плотность сложения, к со жалению, мало на что способна при оценке силовых (энерге тических) взаимоотношений, которые складываются в процес се обработки между рабочим органом почвообрабатывающего орудия и почвой. С инженерной точки зрения несравненно корректнее сформулировать задачу изменить твердость, чем плотность почвы. Эту задачу принципиально возможно ре шить, изменяя (и измеряя при этом взаимодействующие си лы) форму, угол атаки, давления, площадь контакта рабочего органа и другие характеристики.

Разумеется, плотность сложения дает разнообразную ин формацию об агрономической ценности обрабатываемого слоя.

Но не следует забывать, что еще А.Г. Дояренко (1963) крити чески отзывался о возможностях этой физической характери стики, отдавая предпочтение дифференциальной пористости.

Точно также весьма трудно оценивать прочностные характе ристики почвы по плотности сложения. Об этом, в частности, свидетельствуют сложные нелинейные и, повторяем, нена дежные модели, связывающие плотность и твердость, уста новленные нами выше.

Поэтому в настоящее время оптимальным решением бу дет извлечение максимальной пользы из большой агрономиче ской ценности плотности сложения и всяческое развитие под хода, связанного с накоплением данных твердости, что прине сет несравненно большую пользу для конструирования рабо чих органов почвообрабатывающих машин.

Конечно, недостаток оригинальных данных не позволяет рассмотреть нормативные и прикладные аспекты твердости в полном объеме. Уверены, что накопление соответствующих данных позволит развить обозначенное направление. Тогда твердость по праву займет достойное место в агрономических, почвенных, мелиоративных, экологических и инженерно технических исследованиях.

Еще раз подчеркнем преимущества оценки физико механических свойств почв по данным твердости почв. Они заключаются в том, что твердость состоятельно характеризует почву как среду для роста и развития корней растений, по зволяет обнаружить даже малейшие отклонения от нормы в отдельных частях посевного, пахотного и подпахотного слоев, способна точно описать конфигурацию плужной подошвы, а также зависимость от влажности почв, агрофона и свойств почв (содержания гумуса, гранулометрического состава, со става поглощенных катионов, структурности). Получаемые в результате обследования твердости твердограммы - новый и важный методический инструмент прочностной характери стики в одно-, двух- и трехмерном форматах с указанием зон, требующих различного по способу и интенсивности рыхления.

Кроме того, твердограммы могут найти применение в дру гих направлениях (для оценки эрозионной устойчивости почв, в качестве альтернативы удельному сопротивлению, при опре делении несущей способности почв, их проходимости в зави симости от типа ходовой системы машинно-тракторных агре гатов, при конструировании рабочих органов почвообрабаты вающих машин и т.д.).

Вместе с " ем, мы не собираемся заменять общепринятые оценки физического состояния по плотности твердостью. Кни га преследует иную цель - сделать обработку более точной, соответствующей различиям в физическом состоянии отдель ных частей поля. К сожалению, сегодня точное земледелие почти исключительно используется для дифференцированного внесения удобрений. Дифференциация обработки в пределах поля не находит практического применения из-за трудностей контроля физического состояния почв в режиме on-line. В ми ре сейчас активизируются поиски приемлемой оценки и име ются попытки использовать в этих целях показатель твердо сти. Разумеется, при всех трудностях объективной диагности ки физического состояния почв по твердости, использование последнего показателя существенно упрощает диагностику об рабатываемого слоя почвы перед предпосевной обработкой и открывает перспективы более точного земледелия. Так, выбор предпосевной обработки, опираясь на показатели твердости, можно осуществлять вполне обоснованно. Вплоть до полного отказа от нее вообще. Кстати, вопрос о влиянии различных условий увлажнения на показатели твердости в это время сто ит не так остро, потому что влажность весной, как правило, близка к физической спелости. Жаль, что нам не удалось на дежно формализовать зависимость между плотностью и твер достью, но, судя из рис. 6.1, найти такую модель после нако пления информации можно. Тогда оценка физического со стояния почв станет полноценной и ее прикладное значение, несомненно, возрастет.

13. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТВЕРДОСТИ

В МОНИТОРИНГЕ, ПОЧВЕННЫХ

ИССЛЕДОВАНИЯХ И АГРОНОМИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

Коротко напомним о несомненных преимуществах, кото рые обеспечивает использование твердости в качестве индика тора физического состояния почвы:

- высокая информативность и производительность (карту прочностных характеристик почв поля можно составить бук вально за несколько часов);

- относительная простота и высокая точность измерения (обычная разрешающая способность твердомера даже уста ревшей конструкции по глубине измеряемого слоя составляет 1 см, по величине усилия - в пределах 0,05 кгс/см 2 );

- возможность охвата исследованиями значительного по размерам пространства поля в режиме on-line с автоматиче ской записью измерений, то есть, в режиме непрерывной ре гистрации;

- одновременная возможность получения (эксперимен тально или расчетным путем) дополнительных арактеристик (влажность, температура, выполненная работа).

Если твердомер снабжен несколькими наконечниками с разной формой и углом атаки, можно получить возможность исследовать различные виды сопротивления почвы и удовле творительно моделировать работу корня или почвообрабаты вающего орудия со всеми вытекающими из этого следствиями для развития теории прочности почвы и для практического конструирования энергоэкономных рабочих органов.

Преимущества пенетрометрирования становятся еще бо лее очевидными, если твердомер установлен на мобильное средство, позволяющее существенно увеличить производи тельность этого вида обследования территории.

Словом, мы имеем во многом уникальный показатель, которым могут воспользоваться специалисты разных направ лений - агрофизики, мелиораторы, инженеры по земледельче ской механике, агрономы - практики. Он может стать также незаменимым индикатором физических условий в почве при проведении мониторинговых работ, разумеется, при условии, что специалисты в этом направлении не будут ограничивать мониторинг только наблюдениями за поведением химических поллютантов, как это имеет место даже в развитых странах Европы (A.R. Gentile, 2001).

Вместе с тем есть немало нерешенных вопросов, тормо зящих эффективное использование твердомера как индикато pa физического состояния почвы. Прежде всего, отсутствуют полноценные методические руководства по использованию твердомеров в различных исследованиях. Такие руководства, детальные прописи выполнения всех работ и примеры исполь зования результатов имеются, к сожалению, лишь в мало дос тупной зарубежной литературе (J.M. Bradford et al., 1971;

Н.Т. Durgunoglu et al., 1975a;

1975b;

S. Grunwald et al., 2000). Подобные руководства отсутствуют на постсоветском пространстве. Это, по меньшей мере, вызывает удивление ведь в СССР и странах восточной Европы было немало при верженцев пенетрометрирования. Но... сказалась и продол жает сказываться недооценка этого направления исследова ния. В научно-исследовательских учреждениях СССР не было специализированных лабораторий по изучению физико механических свойств почв. Даже в Агрофизическом НИИ ВАСХНИЛ (затем РАСХН) такие исследования, за небольшим исключением, практически не велись.

Инженер эГ-механики в попытке компенсировать слабую активность псчвоведов проводили самостоятельные исследова ния прочностных свойств некоторых почв. Такие лаборатории в СССР были в институтах механизации и электрификации сельскохозяйственного производства (ВИСХОМ, ВИМ, НАТИ и другие). Но, судя из обобщающей публикации П.У. Бахтина (1969), систематической информации на этот счет получено не было. Кроме того, инженеры-механики практически не вели исследования с растениями, их корневыми системами и вооб ще агрономическая сторона в этих работах оставляла желать много лучшего. В связи с этим, читая некоторые работы аме риканских специалистов по земледельческой механике, при ходится лишь удивляться грамотности их исследований, свя занных с изучением воздействия физико-механических свойств на рост и развитие растений. Оказывается, все очень просто: эти работы выполнены в содружестве с почвоведами или агрономами. Более того, близкое знакомство с опытом ра боты некоторых подобных лабораторий США показал, что в их штатах должности агрономов и почвоведов обязательны.

О полезности содружества инженеров-механиков с почво ведами свидетельствует опыт работ по созданию и экспери ментальной проверке скоростных плугов (П.У. Бахтин, 1969).

В 50-ые годы прошлого века на базе завода им. Октябрьской революции (г.Одесса) были сформированы группы ученых из разных специалистов, выработаны агротребования к орудиям, в краткие сроки созданы плуги, которые затем были успешно испытаны в разных почвенно-климатических зонах страны.

Другой пример - опыт совместной разработки инженера ми-механиками и почвоведами стандарта допустимого воздей ствия ходовых систем мобильных машинно-тракторных агре гатов на почву (В.А. Русанов и др., 1986;

В. ввтенко и др., 2007). Это поистине революционная разработка, положившая начало так называемым почвофильным МТА, способствующая приостановлению тенденции неумеренного воздействия техни ки на почву.

К сожалению, больше подобных примеров практически нет, как и нет существенного улучшения в решении проблемы приостановления машинной деградации почв - переуплотнения, обесструктуривания, коркообразования и, конечно, упрочнения.

Ключ к решению вопроса - в усилении интереса к изучению физико-механических свойств почв, выработке принципиально новых требований (скорее, ограничений) в конструировании и эксплуатации сельскохозяйственной техники. Нужно, чтобы эти свойства (и в их числе твердость) стали также популярны, как, например, изучение содержания в почве гумуса, питатель ных элементов, гранулометрического состава.

Твердость как наиболее корректный показатель прочно стных свойств почв должен получить широкое распростране ние в конструировании и эксплуатации почвообрабатывающей техники.

Также оказалось неразработанным важнейшее направле ние исследований, объясняющее силовые взаимодействия корня с почвой. Очень мало данных об оптимальных и неоп тимальных уровнях прочности для конкретных сельскохозяй ственных культур. И еще меньше материалов о том, как не допустить быстрого наступления избыточной прочности при высыхании почвы.

Использование твердости может послужить развитию не которых важных направлений в почвоведении и земледелии.

Например, картографирование физического состояния почв в целях обоснования того или иного способа обработки, глубины рыхления, необходимости разрушения плужной подошвы. Яс ное представление о прочностных параметрах почв и возмож ной их динамике при изменении влажности почв (реологиче ские свойства), помогло бы уточнить время наступления фи зической спелости почв. Ведь этот важнейший параметр до сих пор определяется «на глазок», а период, в течение которо го почва пребывает в наиболее пригодном для обработки со стоянии, вообще остается неизвестным.

Имея твердость в качестве индикатора многих свойств почв, а пенетрометрирование как высокопроизводительный метод зондирования, легко прогнозировать его широкое при менение в картографировании, в том числе становлении принципиально нового типа картографирования в 2-х и 3-х мерном форматах и в особенности для развития учения о го ризонтальном профиле почв (С.В. Горячкин, 2006).

В зависимости от складывающихся параметров прочност ных свойств оказалось бы возможным уточнить зоны приме нения специальных упрочненных орудий, найти вполне обос нованные нормы выработки, в том числе для орудий, которые не поддаются обычному динамометрированию.

Не менее значительны перспективы применения твердо сти в генетическом почвоведении, например, при изучении анизотропности строения почв, при вертикальном зондирова нии дифференцированных профилей (не исключено, что в этом случае этот метод окажется ничуть не хуже метода элек тромагнитной индикации), а также в точном земледелии, в мелиоративной практике.

Полагаем, что сомнений в отношении перспективности применения твердости с исследовательскими и прикладными целями у читателя не осталось. Вместе с тем, для того чтобы описанные аспекты стали реальностью, нужно еще пройти немалый путь.

Нужны современные твердомеры, ибо даже наиболее по пулярный из них твердомер Ревякина, следует оставить в прошлом. Причем твердомеры с автоматической записью из мерений и возможностью переноса результатов в порт компь ютера. Такие твердомеры были бы полезны и исследователю, и агроному.

Нужны четкие прописи для проведения пенетрации (в отношении ассортимента наконечников в зависимости от це лей и почвенно-агротехнических условий, техники проведения измерений, обязательного учета консистенции почвы во время измерения).

Нужны оценочные нормативы, причем желательно с уче том региональной специфики почв и требований выращивае мых культур.

При выполнении этих условий твердость как индикатор, прежде всего, прочностных характеристик почвы, и пенетро метр как современный прибор для проведения исследований в полевых условиях станут полноценными помощниками поч воведа и агронома.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, книга, представленная Вашему вниманию, посвя щена лишь одному показателю - твердости почв. Конечно, Вы, читатель, вправе высказать сомнение, имеет ли какую-либо перспективу подход к оценке почвы - сложной (гетерогенной, полидисперсной, анизотропной, неоднородной в пространстве и во времени) системе - по одному показателю. И, конечно, Ва ши сомнения будут справедливы. Для того чтобы получить о почве хотя бы относительно полное представление понадобятся сотни показателей. Но есть в этой системе забытые или почти забытые стороны, которые традиционно остаются вне внима ния исследователя и практика. Мы хотели обратить внимание на одну чрезвычайно важную сторону почвы - ее прочностные характеристики. Для оценки почвы в прочностном отношении используют показатели сдвига, трения, внутреннего сцепления и другие. Твердость в этом ряду занимает особое место. Если в качестве наконечников твердомера использовать клин, конус, диск и другие, то можно определить сопротивление почвы рас клиниванию, сжатию, разрушению и разнообразные суммар ные виды сопротивлений. Иначе говоря, получить почти адек ватное представление о том, какие усилия требуется затратить корню растения или рабочему органу почвообрабатывающего орудия, для того чтобы преодолеть сопротивление почвы и, в конце концов, обеспечить успешное ее освоение в первом слу чае, и тщательную разделку при обработке - во втором.

Ввиду важности этих вопросов для агрономической прак тики и конструирования почвообрабатывающих орудий иссле дование прочностных показателей получило определенное раз витие, однако завершенной теории прочности почвы и ясного прикладного преломления это направление не имеет ни в поч воведении, ни в земледелии, ни в земледельческой механике.

Конечно, использование твердости как индикатора проч ностных характеристик имеет объективные трудности.

Во-первых, большую пестроту показателей создают нако нечники. Их форма и угол атаки стандартизированы лишь в США, р остальных странах (в том числе и в Украине) в этом вопрос отсутствуют сколь-нибудь ясные установки.

Во-вторых, острая зависимость показателей от влажности.

Эти две причины явно снижают интерес к широкому ис пользованию показателя твердости. Но никак не объясняют, почему плотность сложения - массовый (весовой) показатель, связывающийся с прочностными характеристиками нелиней ными и ненадежными моделями, определить который в поле вых условиях в массовом порядке практически невозможно, получил большое распространение в почвоведении, земледе лии и даже активно поддерживается специалистами по меха нике почв, то есть, там, где в принципе его использовать не следует.

Учитывая линейную зависимость твердости от влажности (во всяком случае, в диапазоне, в котором почва обрабатыва ется), достаточно просто привести показатели твердости к стандартной влажности. В качестве стандартной можно вы брать диапазон, соответствующий влажности физической спелости, при котором почва обычно обрабатывается весной, и диапазон несколько пониженной влажности, при котором почва обычно пашется. Определение характерных показателей твердости в эти периоды позволит разработать требуемые оце ночные критерии для выбора способов и орудий механической обработки.

Точно также следует поступить с формой и углом атаки наконечника твердомера - их параметры обязательно нужно стандартизировать, причем следует отдать предпочтение кли ну, ибо и корень, и любое почвообрабатывающее орудие пре одолевают сопротивление почвы именно таким способом. Угол атаки должен составлять 30°, ибо при этом образуется опти мальное соотношение длины наконечника с площадью сечения и уменьшается шероховатость поверхности и, следовательно, сопротивление на преодоление вредного трения. Но указан ные стандартные параметры нужны лишь для производствен ных целей. Что же касается исследований, то тут возможны любые оправданные формы и углы атаки наконечников.

По нашим данным пенетрометрирования с помощью раз ных по форме и углу атаки наконечников, наименее энергоем ким будет способ обработки почв с помощью последовательного преодоления сначала сопротивления разрыву, а затем раскли ниванию, причем в последнем случае расклинивание должно осуществляться по межагрегатной пористости и не разрушать агрегат агрономического ценного размера. Таким способом можно устранить опасность машинной деградации почв.

Опираясь на имеющиеся наблюдения твердости в различ ных почвах страны и допустимые параметры твердости, пре одолеваемые сельскохозяйственными культурами в ключевые фазы их онтогенеза, мы попытались выработать принципы использования параметров твердости для решения вопросов о проведении предпосевных культиваций, основной обработки, различных дополнительных обработок. Они коротко таковы:

- принципиально можно принять (аналогично тому, как это допускается при использовании данных плотности сложе ния), что при оптимальных параметрах твердости основная обработка минимизируется как в отношении способа, так и глубины вплоть до полного отказа от ее проведения вообще.

Последнее становится вполне оправданным, если по наблюде ниям за несколько лет при возделывании различных культур твердость не поднимается до величины 20-25 кгс/см 2 в тече ние вегетации культуры, в том числе не выше 33 кгс/см 2 - в наиболее засушливый период года;

- используя модель для расчета твердости и необходимые для этого данные влажности почв, соответствующие физиче ской спелости, содержания физической глины и равновесной плотности сложения в пахотном слое, мы получили пример ную равновесную твердость почвы, на основании которой можно выработать рекомендации о необходимости (или не нужности) основной обработки почвы (табл. 8.2). Проведя со ответствующие измерения твердости в период, предшествую щий проведению основной обработки (твердомером с кониче ским наконечником) и сопоставив полученные данные с таб личными, можно решить вопрос, обрабатывать поле или нет.

Если измеренные величины плотности оказываются меньше табличных для соответствующей почвы, в проведении основ ной обработки нет никакой необходимости. Конечно, как и в случае с плотностью сложения, нужно иметь в виду, что это вывод характеризует потенциальные возможности данной почвы не упрочняться выше допустимой величины;

- наилучшие физические условия в почве в предпосевной период формируются при небольших (не более 10-15 кгс/см 2 ) параметрах твердости, а для мелкосемянных культур - не бо лее 10 кгс/см 2. Далее с упрочнением почвы физические свой ства ухудшаются и требуется более интенсивная и более глу бокая (табл. 8.1) ее разделка для получения благоприятного физического состояния и прочности;

- твердость - надежный показатель для решения вопроса о проведении дополнительных обработок, направленных на уничтожение плужной подошвы, поверхностной корки, по слеплужных рыхлений и т.д. В каждом из этих случаев, ис пользуя выработанные критерии, можно решить вопрос о нужности или ненужности перечисленных дополнительных обработок Твердость в этом плане может служить вспомога тельным инструментарием для агронома.

Перечисленным не исчерпывается прикладная ценность твердости. Этот показатель может быть более точным и более выгодным по времени при использовании в целях оценки ка чества выполненной обработки почв. В книге можно найти некоторые конкретные оценочные параметры для выполнения наиболее распространенных операций на почвах среднего и тяжелого грансостава при возделывании большинства культур средней полосы. К сожалению, в литературе явно недостает данных для решения подобных вопросов в других регионах, особенно аридных и гидроморфных.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 




Похожие материалы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ХV МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ (Гродно, 27 апреля, 18 мая 2012 года) В ДВУХ ЧАСТЯХ ЧАСТЬ 2 ЭКОНОМИКА БУХГАЛТЕРСКИЙ УЧЕТ ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ Гродно ГГАУ 2012 УДК 631.17 (06) ББК М ХV М е ж д у н а р о д н а я ...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины Т. А. Колодий, П. В. Колодий ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ Практическое руководство по подготовке и оформлению курсовых проектов для студентов специальности 1-75 01 01 Лесное хозяйство Гомель УО ГГУ им. Ф. Скорины 2010 УДК ББК К Рецензенты: технический инспектор труда Гомельского обкома профсоюза работников леса, С. П. Поздняков; доцент кафедры лесохозяйственных дисциплин ...»

«Е.В. Шеин КУРС ФИЗИКИ ПОЧВ Рекомендовано УМО по классическому университетскому образованию в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 510700 Почвоведение и специальности 013000 Почвоведение ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2005 УДК 631 ББК 40.3 Ш 39 Печатается по решению Ученого совета Московского университета Федеральная целевая программа Культура России на 2005 г. (подпрограмма Поддержка полиграфии и книгоиздания России) Рецензенты Заведующий ...»

«Раздел 1. КОРМЛЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И ТЕХНОЛОГИЯ КОРМОВ УДК 636.4.084 СБАЛАНСИРОВАННОСТЬ РОССЫПНЫХ КОМБИКОРМОВ ДЛЯ СВИНОМАТОК А.А. ХОЧЕНКОВ РУП Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160 (Поступила в редакцию 20.12.2009) Введение. Современная комбикормовая промышленность Беларуси для кормления свиноматок выпускает как россыпные, так и гранули рованные комбикорма. Обе формы комбикормов имеют свои достоин ства и ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АССОЦИАЦИЯ ИСПЫТАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ (АИСТ) СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ Москва 2013 УДК 631.3-048.24 ББК 40.72 С 75 Под общ. ред. председателя ассоциации испытателей сельскохозяйственной техники и технологий (АИСТ) В.М. Пронина Авторы: П.И. Бурак, В.М.Пронин, В.А.Прокопенко, А.А.Медведев, Т.Б. Микая, С.Н. Киселев, М.Н.Жердев, Г.А.Жидков, В.И.Масловский, В.В.Конюхов, Л.В.Колодин, ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОЛЖСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ВОЛГУ А.С. Акишин, М.М. Подколзин, А.С. Акишин Земельные ресурсы России и Волгоградской области и формирование новой аг- ропродовольственной политики (2005—2012 годы) Учебное пособие ВОЛГОГРАДСКОЕ НАУЧНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО 2008 338.43 УДКУДК ББК 65.32-51+65.281 А39 Научный редактор д-р с.-х. наук, проф. Л.И. Сергиенко [ВГИ (филиал) ВолГУ] Рецензенты: д-р экон. наук, проф. ...»

«И.Г. Крымская Гигиена и экология человека Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту (третьего поколения) Среднее профессиональное образование И. Г. К р ы м ск ая ГИ ГИ Е Н А И ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛО ВЕКА Учебное пособие Рекомендовано Международной Академией науки и практической организации производства в качестве учебного пособия для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования Издание 2-е, стереотипное Ростов-на-Дону Феникс 2012 УДК ...»

«Вы – свет мира Евангелие от Матфея, глава 5, стих 14 И, зажегши свечу, не ставят ее под сосудом, но на подсвечнике, и светит всем в доме. Евангелие от Матфея, глава 5, стих 15 Книга издана при поддержке Благотворительного фонда “Під покровом Богородиці”. Вы – свет мира Очерки жизни Владимира Леонидовича Бандурова Запорожье 2013 УДК 63(477.64)(092)Бандуров В. Л. ББК 65.9(4 Укр–4 Зап 5 Пол)32-03д В 92 Вы – свет мира. Очерки жизни Владимира Леони В 92 довича Бандурова / Н. Кузьменко, В. Манжура, ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Министерство сельского хозяйства и продовольстия Свердловской области ФГБОУ ВПО Уральская государственная сельскохозяйственная академия XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО–ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ МОЛОДЕЖЬ И НАУКА 2011 Участие молодых ученых в реализации Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008–2012 годы ...»

«Министерство Природных Ресурсов Федеральная служба по надзору в сфере природопользования Государственный природный заповедник Полистовский УДК Утверждаю: Директор заповедника Регистрационный № _ Яблоков М.С. Инвентарный № __2009 г. Тема: Динамика явлений и процессов в природном комплексе заповедника ЛЕТОПИСЬ ПРИРОДЫ Книга 9 2008 год Стр. Ст. научный сотрудник Черевичко А.В. Карт. Фото Диагр. 30 мая 2009 г. СОДЕРЖАНИЕ Территория заповедника 1. Пробные и учётные площади, ключевые участки, ...»

«Министерство Природных Ресурсов Федеральная служба по надзору в сфере природопользования Государственный природный заповедник Полистовский УДК Утверждаю: Директор заповедника Регистрационный № _ Яблоков М.С. Инвентарный № __2008 г. Тема: Динамика явлений и процессов в природном комплексе заповедника ЛЕТОПИСЬ ПРИРОДЫ Книга 8 2007 год Стр. 124 Ст. научный сотр. Ларионова С.Ю. Карт. Фото Диагр. 2 12 декабря 2008 г. СОДЕРЖАНИЕ Территория заповедника 1. Пробные и учётные площади, ключевые участки, ...»

«Министерство Природных Ресурсов Федеральная служба по надзору в сфере природопользования Государственный природный заповедник Полистовский УДК Утверждаю: Директор заповедника Регистрационный № _ Яблоков М.С. Инвентарный № __2008 г. Тема: Динамика явлений и процессов в природном комплексе заповедника ЛЕТОПИСЬ ПРИРОДЫ Книга 7 2006 год Стр. 111 Ст. научный сотр. Ларионова С.Ю. Карт. Фото Диагр. 6 8 февраля 2008 г. СОДЕРЖАНИЕ Территория заповедника 1. Пробные и учётные площади, ключевые участки, ...»

«Министерство Природных Ресурсов Федеральная служба по надзору в сфере природопользования Государственный природный заповедник Полистовский УДК Утверждаю _ Яблоков М.С. Регистрационный № Директор заповедника Инвентарный № _2007 г. Тема: Динамика явлений и процессов в природном комплексе заповедника ЛЕТОПИСЬ ПРИРОДЫ Книга 5 2004 год Стр. 211 Ст. научный сотр. Ларионова С.Ю. Карт. 2 Фото 1 Диагр. 25 21 ноября 2007 г. СОДЕРЖАНИЕ Территория заповедника 1. Пробные и учётные площади, ключевые участки, ...»

«Институт экономической политики имени Е.Т. Гайдара Научные труды № 142Р Н. Шагайда Оборот сельскохозяйственных земель в России: трансформация институтов и практика Москва Институт Гайдара 2010 УДК 338.43:[332.7:631.1](470+571) ББK 65.32(2Рос)-511 Ш15 Шагайда, Наталья Ивановна Оборот сельскохозяйственных земель в России: трансформация ин ститутов и практика / Шагайда Н.И. – М.: Ин-т Гайдара, 2010. – 332 с. (Научные труды / Ин-т экон. политики им. Е.Т. Гайдара; № 142Р). – ISBN 978-5-93255-295-7. ...»

«Б.В. Ерофеев ЗЕМЕЛЬНОЕ ПРАВО РОССИИ Учебник 9-е издание, переработанное Ответственный редактор — главный научный сотрудник Института государства и права РАН, доктор юридических наук, профессор Н.И. Краснов Москва Юрайт 2004 УДК 34 ББК 67.407я73 Е78 Ерофеев Борис Владимирович — доктор юридических наук, заслуженный деятель науки РФ, профессор Московской государственной юридической академии, академик Рос сийской экологической академии Ерофеев Б.В. Е78 Земельное право России: Учеб. / Отв. ред. Н.И. ...»

«АКАДЕМИЯ НАУК СССР УРАЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Институт экологии растений и животных Н.Г. СМИРНОВ, В.Н. БОЛЬШАКОВ, А.В.БОРОДИН ПЛЕЙСТОЦЕНОВЫЕ ГРЫЗУНЫ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Ответственный редактор доктор биологических наук Л.Н. ДОБРИНСКИЙ НАУКА 1986 УДК 569.32 + 56.11 + 599.32 ВВЕДЕНИЕ С м и р н о в Н.Г., Б о л ь ш а к о в В.Н., Б о р о д и н А.В. Плейстоценовые грызуны Севера Западной Сибири. М.: Наука, 1986. Работа о четвертичной истории грызунов Севера Западной Сибири выхо­ Книга посвящена ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенская государственная сельскохозяйственная академия ВКЛАД МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК РОССИИ Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА ТОМ I Пенза 2011 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное ...»

«Владимир Век СТРУКТУРА МАТЕРИИ В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ МАКРО-МИКРОБЕСКОНЕЧНОСТИ МИРА Монография Пермь, 2011 УДК 1 ББК 87.2 В 26 Рецензенты: Доктор философских наук С.Н. Некрасов, заведующий кафедрой философии Уральской государственной сельскохозяйственной академии, профессор Уральского федерального университета имени первого президента России Б.Н. Ельцина Кандидат физико-математических наук С.А. Курапов, ведущий научный сотрудник ЗАО Уральский проект Кандидат технических наук В.Р. Терровере, старший ...»

«1 Васюганское болото природные условия, структура и функционирова- ние Томск 2003 2 Российская Академия Сельскохозяйственных Наук Сибирское отделение Сибирский научно-исследовательский институт торфа Russian Academy of Agricultural Science Siberian Institute of Peat Васюганское болото природные условия, структура и функционирование Vasyugan Bog nature conditions, structure and functioning Под общей редакцией чл.корр. РАСХН Инишевой Л.И. Under the general direction of Prof. Dr. L.I. Inisheva ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.