О механической эрозии почвы при работе плуга на склоновых полях

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия

О механической эрозии почвы при работе плуга на склоновых полях

Макарова М.С.

Зацаринный В.А.

Существует социальная проблема разрешения противоречия между потребностью в совершенствовании процесса вспашки склоновых полей с целью снижения на них механической эрозии почвы и уровнем научных знаний о физической сущности этого процесса.

Большинство полей, используемых в земледелии, расположены на склонах, и, следовательно, на них имеет место механическая эрозия почв, которая, как показывает практика, протекает более интенсивно при отвальной системе обработке почвы, при работе плугов.

В связи с тем, что механическая эрозия протекает очень быстро, при выработке противоэрозионных мероприятий главное внимание необходимо уделить вопросу сокращения механического разрушения почвы.

Нетрудно заметить, что скорость механического разрушения почвы находится в прямой зависимости от интенсивности, то есть от количества обработок почвы, и не зависит от метеорологических условий местности. Для скорости механической эрозии незначительное влияние имеют и почвенные условия, однако рельеф местности играет одну из решающих ролей.

Все сказанное говорит о том, что вопросы выявления причин и борьбы с механической эрозией почв приобретают актуальное значение.

Эрозия почвы наносит огромный ущерб сельскому хозяйству. Под эрозией подразумевается любое разрушение поверхностного слоя почвы. По причинам, вызывающим процесс разрушения почв, и по характеру их протекания, почвенная эрозия делится на три типа: ветровая, водная, механическая.

Под механической эрозией почвы понимается систематическое перемещение почвы под действием почвообрабатывающих орудий.

Так Шведас А.И. отмечал, что с самого зарождения земледелия почва обрабатывалась различными орудиями. Чтобы уменьшить тяговое усилие, склоны обрабатывались или вдоль горизонталей, или по направлению от вершины холма к подножию. Орудиями обработки пахотный слой почвы постепенно сталкивался вниз по склону /1,2,3/

Такое применение техники привело к огромному усилению механической эрозии, что вызвало сильное понижение почвенного плодородия.

Только при одной вспашке 8 - 10 градусного склона тракторным плугом пахотный слой передвигается к подножию в среднем на 30 см.

В настоящее время для основной обработки почв на склонах преимущественно применяют отвальные плуги. Применяемые агротехнические мероприятия при отвальной вспашке позволяют в некоторых зонах уменьшить лишь водную эрозию при вспашке поперек склона. Однако, такая интенсивная обработка почвы отвальными плугами на большую глубину приводит к постепенному сталкиванию пахотного слоя вниз по склону.

При механической эрозии не только разрушается пахотный слой почвы, но и создаются своеобразные формы микрорельефа. На стыках пахотных полей с другими угодьями в процессе механического сталкивания почвы образуются пороги-бровки, которые мешают дальнейшей обработке почв. Такой профиль склона характерен почти для всех пахотных холмов, граничащих с другими угодьями.

В результате механической эрозии холмы сильно понижаются, склоны становятся пологими и принимают террассообразную форму. При появлении на поверхности гравия плодородие полей сильно понижается, и они становятся практически непригодными для сельскохозяйственного использования.

Особенно, это имеет место при пахоте вдоль склона. Не лучше обстоит дело и при пахоте поперек склона, особенно при отваливании пласта вниз по склону. Однако пахотный слой не восстанавливается и подъемом пласта при его отваливании вверх по склону.

В связи с тем, что механическая эрозия протекает очень быстро, при разработке противоэрозионных мероприятий главное внимание необходимо уделить вопросу сокращения механического разрушения почвы - добиться минимального сноса почвы при вспашке склонов.

, (1)

Рисунок 1 - Схема перемещения частицы пласта при свободном падении

Перемещение почвы при пахоте складывается из перемещения почвы по лемешно-отвальной поверхности так для лемешно-отвальной поверхности с углом постановки лезвия лемеха к стенке борозды гр =380 перемещение почвы составляет S=85 см, а для рабочей поверхности с гр =420 S=81 см и перемещения, после схода с отвала, которое находится из решения дифференциального уравнения

Решение этих уравнений было рассмотрено ранее /4/.

Было установлено, что перемещение почвы по ходу плуга, выражается зависимостями:

- при движении плуга вверх, вниз по склону:

;

,

при этом угол склона б в первом случае имеет положительное значение, (агрегат движется вверх по склону), а во втором случае он принимает отрицательное значение, (агрегат движется вниз по склону);

- при движении поперек склона при отваливании пласта вверх и вниз по склону:

;

,

в первом случае угол склона в имеет положительное значение (отваливание пласта вниз по склону), во втором - угол склона принимает отрицательное значение (отваливание пласта вверх по склону при движении агрегата поперек склона).

Также было установлено, что при движении вниз и вверх по склону перемещение пласта вниз по склону определяется разностью координат (хА-хВ) и составляет

,(5)

а при движении поперек склона с оборотом пласта вверх и вниз по склону определится разностью координат (yC-yD) и составит

(6)

При теоретическом исследовании работы плугов на склонах было установлено, что перемещение пласта почвы зависит от направления движения пахотного агрегата, скорости его движения и угла склона, а также, что параметры плугов изменяются значительно, что также влияет на протекание механической эрозии почв. Результаты теоретических исследований приведены в таблице 1 и на рисунке 2.

Таблица 1 - Перемещение пласта почвы вниз по склону по ходу плуга при движении пахотного агрегата вверх и вниз по склону и поперек склона с оборотом пласта вниз и вверх по склону

Примечание: х - перемещение пласта вниз по склону при движении пахотного агрегата вниз и вверх по склону;

у - перемещение пласта вниз по склону при движении пахотного агрегата поперек склона с оборотом пласта вниз и вверх по склону;

гр - углом постановки лезвия лемеха к стенке борозды

Для проверки теоретических предпосылок были проведены полевые опыты на полях ОАО «Учхоз «Зерновое» Зерноградского района, целью которых являлось получение экспериментальных данных и сравнение их с теоретическими.

Рисунок 2 - График зависимости еp и гp от б и в и направления движения почвообрабатывающего агрегата для рабочего органа е0=26о, г0=38о

Результаты опытов показывают, что перемещение пласта почвы зависит от угла склона, направления движения и скорости движения агрегата, а также глубины расположения шашек при проведении исследования (от их координат от поверхности поля). Эти данные приведены в таблицах 2 - 5.

Таблица 2 - Снос почвы при движении пахотного агрегата поперек склона с оборотом пласта вверх и вниз по склону при скорости движения 9,6 км/ч на 3-х, 6-и и 9-и градусном склонах

Таблица 3 - Снос почвы при движении пахотного агрегата поперек склона с оборотом пласта вверх и вниз по 6-и градусному склону при скорости движения 7,2; 8,6 и 9,6 км/ч

Таблица 4 - Снос почвы при движении пахотного агрегата вверх и вниз по склону при скорости движения 9,6 км/ч на 3-х, 6-и и 9-и градусном склонах

Таблица 5 - Снос почвы при движении пахотного агрегата поперек склона с оборотом пласта вверх и вниз по 6-и градусному склону при скорости движения 7,2; 8,6 и 9,6 км/ч

Примечание: глубина закладки частиц (шашек): 1 частица - 20 см; 2 частица - 12,5 см; 3 частица - 5 см.

Результаты теоретических исследований полностью подтверждаются данными, полученными опытным путем. Для уменьшения механической эрозии почвы необходимо пересматривать организацию вспашки, выполняя некоторые рекомендации:

1. На горизонтальных полях ежегодно необходимо менять направление движения пахотных агрегатов;

2. На склоновых полях (уклон 3, 6 градусов) направление движения пахотных агрегатов поперек склона на участках с отваливанием пласта вверх по склону должно осуществляться соответственно 2, 3 раза, а при отваливании пласта вниз по склону на этом участке должно осуществляться 1 раз в 2, 3 года. эрозия почва вспашка плуг склон

3. Что касается перемещения пласта вниз по склону при движении пахотного агрегата вверх - вниз по склону, то направление движения на участках также должно меняться в зависимости от угла склона:

- 3-х градусный склон: как минимум 2 раза должно осуществляться движение агрегата вверх по склону и 1 раз в 2 года движение агрегата на участке должно осуществляться вниз по склону;

- 6-и градусный склон: 3 раза должно осуществляться движение агрегата вверх по склону и 1 раз в 3 года пахотный агрегат должен двигаться вниз по склону.

Литература

Бледных В.В., Рахимов З.С. Механическая эрозия при обработке почвы на склонах / В.В. Бледных, З.С. Рахимов // Динамика почвообрабатывающих агрегатов и рабочие органы для обработки почвы: Тр. ЧИМЭСХ. - Челябинск: ЧИМЭСХ, 1982. - С. 14-19.

Шведас А.И. Закрепление почв на склонах / А.И. Шведас. - Л.: Колос, 1974. - С. 183.

Заславский М.Н. Эрозиоведение. Основы противоэрозионного земледелия / М.Н. Заславский. - М.: Высшая школа, 1987 - 376 с.

Размещено на Allbest.ru