Влияние движителей машинно-тракторных агрегатов на урожай сельскохозяйственных культур

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВЛИЯНИЕ ДВИЖИТЕЛЕЙ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ НА УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Слюсаренко В.В.,

Русинов А.В.,

Федюнина Т.В.

Выращивание продукции растениеводства не возможно без применения высокопроизводительных энергонасыщенных машинно-тракторных агрегатов. Однако, несмотря на высокую производительность, их применение сопровождается негативным воздействием движителей на почву, приводящее к нарушению физико-механических свойств и водно-воздушного режима вызванного чрезмерным уплотнением. Площадь уплотнения почвы движителями МТА во время сева может достигать 40% от общей площади поля [1], а при выполнении всех операций даже превышать в 1, 5-2 раза. Наличие тандемного перемещения и равной ширины захвата всего шлейфа почвообрабатывающих орудий обеспечивает многократные проходы движителей МТА по одному следу. Доказано, что чрезмерное уплотнение почвы приводит к снижению урожая сельскохозяйственных культур, и наиболее ярко данный процесс проявляется на орошаемых почвах [2].

Для нормального роста сельскохозяйственных культур оптимальная плотность почвы должна находиться в пределах 1, 2-1, 3 г/см³ [3]. Данному значению соответствует порозность почвы равная 43-47 %, при этом на долю крупных (более 10 мкм) пор должно приходиться более 10% порового пространства, средних (0, 2-10 мкм), соответственно, более 15% и мелких (менее 0, 2 мкм) более 20%. Увеличение объемной массы темно-каштановой почвы на 0, 2 г/см³ сопровождается снижением скорости инфильтрации в 9 раз [4]. Поверхностный слой почвы после дождевания значительно переувлажняется, что приводит к вытеснению водой почвенного воздуха и усилению анаэробных процессов, приводящих к деградации почвы и снижению урожая сельскохозяйственных культур.

Взаимосвязь между плотностью сложения почвы и изменением урожая сельскохозяйственных культур можно определить согласно математической модели [5]

(1)

где У_max - максимальный урожай сельскохозяйственной культуры, ц/га; с_п, с_пп - соответственно плотность пахотного (0…20 см) и подпахотного (20…40 см) горизонтов почвы, г/см³; С_п, С_пп - коэффициент пропорциональности обратный плотности соответственно пахотного и подпахотного горизонтов см³/г; К_п, К_пп - коэффициенты восстановления плотности соответственно пахотного и подпахотного горизонтов; n - показатель степени характеризующий физико-механические характеристики почвы.

Коэффициент восстановления плотности почвы можно определить в виде отношения плотности почвы по следу движителя и на контроле (без уплотнения) в пахотном и подпахотном горизонтах в момент посева. Разуплотнение темно-каштановых почв происходит по экспоненциальной зависимости вида

, (2)

где - изменение плотности почвы соответствующего горизонта, г/см³;

t - время от момента уплотнения почвы до момента посева, сут.

В Саратовской области на орошаемых полях с темно-каштановыми почвами процесс восстановления плотности почвы протекает медленно, и, проводя обработку экспериментальных данных [6], величину коэффициентов можно записать в виде К_п=е^{-1, 08t} и К_пп=е^{-0, 285t}.

Определение коэффициентов С_п, С_пп и n было основано на результатах исследований проведенных в течение 3-7 лет по влиянию плотности почвы на урожай кукурузы, ячменя, яровой и озимой пшеницы. Полученные данные были обработаны в программном продукте Microsoft Exel с рекомендацией, предложенной Русановым В.А. о замене модели (1) моделью для одного слоя почвы глубиной 0-40 см, имеющей вид

, (3)

где с_ср - средняя плотность почвы в слое 0…40 см, г/см³;

У_{ср max} - средняя максимальная величина урожая, ц/га.

Применение модели (3) с полученными экспериментальными данными, позволило определить коэффициенты, входящие в зависимость (1), характеризующие особенности орошаемой почвы в Саратовской области с учетом выращивания некоторых видов сельскохозяйственных культур. Полученные значения коэффициентов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Значение коэффициентов входящих в модель (1)

Основываясь на полученных данных и предложенной методике, был проведен расчет потерь урожая при посеве кукурузы на зерно МТА с различными ходовыми системами, табл. 2. Результаты расчета хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Таблица 2 - Влияние воздействия ходовой системы трактора на урожай кукурузы

Сравнение полученных экспериментальных данных на орошении доказывает, что наибольшим воздействием на почву, и естественно снижением урожая сельскохозяйственных культур обладают МТА с тракторами К-701 и К-744Р имеющие серийные ходовые системы. Было установлено, что по отношению к контролю (без уплотнения) снижение урожая кукурузы после прохода трактора К-701 составило 20, 6 %, а трактора К-744Р - 18, 4 %. Применение сдвоенных колес на тракторах К-701 и К-744Р позволяет снизить потери урожая кукурузы по сравнению с серийной ходовой системой на 9, 5% и 8, 4% соответственно. Тогда как установка дополнительных устройств обеспечивающих расстановку колес трактора К-701 на разную колею или с дополнительной опорной осью обеспечивают снижение потерь урожая по сравнению с серийным трактором К-701 соответственно на 7, 5 % и 6, 8%.

Исходя из вышеизложенного можно заключить, что применение различных устройств обеспечивающих снижение негативного воздействия движителей тракторов входящих в состав МТА позволяет значительно снизить потери урожая сельскохозяйственных культур на орошаемых почвах, а предложенная математическая модель позволит рассчитывать и прогнозировать потери урожая.

ходовой трактор урожай почва

Литература

1. Русинов А.В., Слюсаренко В.В., Федюнина Т.В. Определение площади уплотнения сельскохозяйственных полей движителями машинно-тракторных агрегатов // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. №1(43). С.35-37.

2. Русинов А.В., Слюсаренко В.В. Изменение физико-механических свойств мелиоративных почв в результате механического воздействия / Инновации в природообустройстве и защите в чрезвычайных ситуациях: Материалы II международной научно-практической конференции - Саратов, ООО «Издательство КУБиК», 2015, С.30-33.

3. Слюсаренко В.В. Механико-технологическое совершенствование движителей энергонасыщенных сельскохозяйственных тракторов и их влияние на агроэкологическое состояние почвы и ее продуктивность. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Саратов, 2000. - 469с.

4. Трондин С.А. Суммарное водопотребление и инфильтрация при различных режимах орошения кукурузы на зерно на темно-каштановых почвах Заволжья. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Саратов, 2009, 150с.

5. Русанов В.А. Комплексное улучшение характеристик полевой техники при снижении ее давления на почву // Техника в сельском хозяйстве, 1993, №1, С.21-23.

6. Слюсаренко В.В., Русинов А.В. Самоуплотнение и разуплотнение почв в естественных условиях и после прохода энергонасыщенной техники. // Техника в сельском хозяйстве, 2001, №3, с.12-14.

Размещено на Allbest.ru