Энергосберегающий способ внутрипочвенного внесения минеральных удобрений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергосберегающий способ внутрипочвенного внесения минеральных удобрений

В.Р. Петровец,

С.В. Колос

Аннотации

В настоящей статье авторами указывается на необходимость применения энергосберегающего способа внесения твердых минеральных удобрений. В частности, основное внимание уделено ленточному способу внесения. Приведены данные неэффективности применения основных способов внесения. Предложен свой вариант решения проблемы - внесение удобрений щелевым способом. Указаны преимущества предлагаемого способа и опытные данные.

The article stresses the necessity of energy-saving method of solid mineral fertilizers application. In particular, special attention has been given to strip method of application. We have presented data about inefficiency of the main methods and suggested our variant of solving the problem - application of fertilizers by slot method. We have shown advantages of this method and presented experiment data.

Введение

Агрохимической наукой, передовой отечественной и зарубежной практикой доказано, что прибавка урожая основных сельскохозяйственных культур от удобрений находится в прямой зависимости от неравномерности внесения, что ту же прибавку урожая можно получить и половинной дозой рекомендованной для разбросного внесения удобрений, но при внутрипочвенном локальном их внесении одновременно с посевом. Иными словами, снижение неравномерности внесения удобрений на 1% дает прибавку урожая также на 1%, и наоборот.

Подсчитано [2], что по этой же причине республика ежегодно не добирает более 500 тыс. тонн зерна, большое количество другой сельскохозяйственной продукции. Львиная доля из этого недобора является следствием использования дисковых центробежных разбрасывателей, и обеспечить на практике высокое качество распределения удобрений этими рабочими органами весьма проблематично, т. е. обеспечить заданную равномерность распределения минеральных удобрений машинами с центробежными рабочими органами не представляется возможным [3]. Из этого вытекает, что из-за неравномерности распределения удобрений по ширине и высоте пахотного слоя происходит их вымывание, а это влечет за собой снижение питательных веществ, необходимых возделываемым культурам, и, значит, снижает их урожайность.

Недостатком также является существующая в условиях республики сдельная система оплаты труда механизаторов на выполнении всех работ по применению средств химизации земледелия. Эта система оплаты труда механизаторов никоим образом не связана с конечным результатом - урожаем той или иной сельскохозяйственной культуры, экономией ресурсов и т.п. А коль так, то у механизатора отсутствует мотивация качественно выполнять все требования регламента. Его заработная плата целиком зависит только от выполненного объема. Таким образом, человеческий фактор в данной ситуации является определяющей причиной некачественного внесения удобрений, а следовательно, низкой эффективности их применения [4]. минеральный удобрение урожай

Уменьшить потери минеральных удобрений при вымывании их из пахотного слоя, а также за счет их фиксации почвой можно путем разработки новых способов их внесения. В настоящее время проведено небольшое количество исследований по внесению удобрений вертикальными лентами. Отсутствуют функциональные зависимости между урожайностью и основными параметрами лент. Возникают определенные трудности при разработке рабочих органов машин, обеспечивающих такой способ внесения. Поэтому важно знать характер распределения минеральных удобрений в почве, их влияние на урожайность при осуществлении способа внесения удобрений.

Анализ способов внесения удобрений показал, что наиболее эффективно локальное припосевное внесение в виде вертикальной ленты, а совмещение локального внесения удобрений с обработкой почвы или с обработкой почвы и посевом позволяет значительно сократить затраты труда и средств.

Основная часть

Заделка удобрений предполагается в широком диапазоне глубин - от 4 до 15 и более сантиметров. Подача удобрений на эти глубины требует значительных энергетических затрат в случае, если операция подачи удобрений не связана с операцией обработки почвы. Для зерновых предпосевная обработка почвы производится на глубину заделки семян, т. е. всего лишь на 4-6 см [5].

Нами предлагается энергосберегающий способ внесения удобрений, который можно осуществлять одновременно с предпосевной обработкой почвы.

Составляющие компоненты минерального удобрения имеют различный характер их распределения по профилю почвы. Наиболее подвижными являются азот и калий, которые после их внесения перемещаются не только на межленточном расстоянии, но и вглубь почвы. Это может привести к их потерям, низкой эффективности использования растениями и в конечном счете снижению урожайности.

Предлагаемый способ основывается на результатах внесения удобрений вертикальными лентами и учитывает особенности солепереноса при промывном режиме, который имеет место в гумидной зоне. Основная доза удобрений заделывается на глубину предпосевной обработки почвы (в нижнюю часть разрыхленного слоя почвы), что позволяет повысить эффективность поступления питательных веществ к корневой системе растений. Дальнейшее их распределение предполагается за счет вымыва удобрений инфильтрационным потоком. Для обеспечения эффективности солепереноса под лентой удобрений в плотном слое почвы создается узкая щель (рис. 1), которая частично заполняется удобрениями и частичками почвы. Влага в зону внесения удобрений поступает в основном за счет действия капиллярных и осмотических сил. По мере поступления влаги часть удобрений постепенно переходит в почвенный раствор. При использовании предлагаемого способа внесения уменьшается улетучивание газообразной составляющей в атмосферу.

Рис.1. Схема расположения удобрений в почве:

1 - пахотный слой почвы; 2 - разрыхленный слой почвы

после ее предпосевной обработки на глубину hобр;

3 - вертикальная щель; 4 - минеральные удобрения;

5 - рядки растений, расположенные поперек щелей;

6 - область отбора образцов почвы; Н - высота щели;

hi - глубина отбора пробы.

Схема расположения рабочих органов при предлагаемом способе внесения представлена на рис.2.

Рис.2. Схема расположения рабочих органов при внутрипочвенном внесении твердых минеральных удобрений:

1 - рама; 2 - регулировочная штанга с пружинами; 3 - ось; 4 - поводок; 5 - тукопровод; 6 - воронка;

7 - пружинный загортач; 8 - диск; 9 - реборда; 10 - бороздка; 11 - щель.

На раме 1 закреплены регулировочная штанга с пружинами 2 и поводок 4. На поводке закреплены обыкновенные тонкие диски 8 с установленными на его обеих сторонах ребордами 9, воронки 6, соединенные с тукопроводами 5, и пружинные загортачи 7. Реборды имеют форму усеченного кругового конуса.

Внесение происходит следующим образом: диск 8, установленный без угла атаки, образует в почве узкую щель 11, а реборда 9 образует бороздку клиновидной формы с уплотненными краями, благодаря чему происходит интенсивное привлечение влаги, а это в конечном счете повышает эффективность растворения удобрений, улучшая их усвояемость растениями. В бороздку 10 из тукопровода 5 через воронку 6 укладываются удобрения, а идущий за диском пружинный загортач 7 присыпает почвой бороздку с удобрениями, в результате чего происходит частичное заполнение щели 11 удобрениями и частичками почвы.

Использование такого типа рабочих органов имеет небольшое тяговое сопротивление по сравнению с другими машинами, применяемыми при внутрипочвенном внесении твердых минеральных удобрений. Также можно использовать данный способ внесения непосредственно при посеве и вносить удобрения параллельно рядкам - в междурядья.

Нами проведены факториальные исследования предлагаемого способа внесения основной дозы удобрений под зерновые. Исследовали влияние параметров лент удобрений и щелей на урожайность ячменя. Кроме того, исследовали характер распределения основных питательных элементов по профилю почвы в области размещения удобрений.

Исследования проводились на культуре ячмень сорта "Зазерский-85". Учетная площадь микроделянок была принята 1 м 2. Посев проводился селекционной сеялкой поперек направления укладки лент. В качестве удобрений использовали тукосмесь при соотношении N:Р:К=I:I:I.

Цель исследований - установить взаимосвязь между основными параметрами щели и основной дозой удобрений, обеспечивающих максимальную урожайность культуры. Кроме того, при проведении этих опытов сравнивали урожайность культур при поверхностном способе внесения удобрений с урожайностью по предлагаемому способу. Результаты сравнительных опытов показывают эффективность предлагаемого способа внесения удобрений. Следует отметить, что доверительная вероятность различия в урожайности между некоторыми сравниваемыми вариантами невысокая (ниже 95%).

При проведении факториальных опытов по предлагаемому способу были приняты во внимание только три фактора. К этим факторам относятся:

1. Доза удобрений, Д или (NдРдКд).

2. Расстояние между щелями, L.

3. Высота щели Нщели под уложенной лентой удобрений.

Посев производился поперек уложенных лент (щелей). Схема внесения минеральных удобрений и создания щелей была принята одинаковой для ячменя. Каждый опыт проводился в четырехкратной повторности. Средняя урожайность ячменя на контрольном варианте без внесения удобрений составила 24,2 ц/га.

Таблица 1. Исследуемые факторы в действительных значениях.

Согласно плану трехфакторного опыта, приведенного в табл. 1, нами получены данные по урожайности ячменя. Результаты экспериментов обработаны методом пошаговой множественной регрессии. Для рассматриваемой культуры с применением предлагаемого способа внесения основной дозы удобрений под эту культуру получены математические модели урожайности, которые поясняют двухмерные сечения, представленные на рис. 3. Для ячменя характерным является то, что при увеличении высоты щели урожайность снижается. Максимальная урожайность наблюдается при высоте щелей Н=8-9 см. Расстояние между щелями существенной роли не играет, хотя при его увеличении урожайность несколько снижается.

Рис. 3. Двухмерные сечения поверхности отклика, характеризующей урожайность ячменя в зависимости от расстояния между щелями L, их высотой Н при различных значениях дозы удобрений.

Средняя урожайность ячменя в варианте внесения минеральных удобрений поверхностным способом составила 23,4 ц/га (табл. 2). В отдельных вариантах с внутрипочвенным внесением минеральных удобрений вертикальными лентами прибавка урожая ячменя находилась в пределах 6,7...7,3 ц/га при наименьшей существенной разнице НСР = 6,1 ц/га.

Таблица 2. Урожайность ячменя "Зазерский-85" в зависимости от способа и норм внесения удобрений.

* - поверхностный способ внесения;

** - внутрипочвенный способ внесения.

Заключение

Энергосбережение основано на повышении эффективности использования энергетических ресурсов в хозяйстве. Предложенный способ подачи удобрений на глубину предпосевной обработки почвы (благодаря которому удобрения размещаются над узкой щелью, что повышает эффективность солепереноса) является не только энергосберегающим, но и эффективным. Предлагаемый способ можно применять при посеве, используя комбинированные агрегаты, что позволит за счет равномерного распределения вносимых удобрений в корнеобитаемой зоне повысить урожайность возделываемых культур, снизить потери удобрений и уменьшить расход топлива. Для выдерживания равных расстояний между семенами зерновой культуры и вертикальными лентами минеральных удобрений необходимо комбинировать особые рабочие органы для одновременного внутрипочвенного внесения минеральных удобрений и высева зерна.

Литература

1. Государственная программа возрождения и развития села на 2005-2010 годы. Минск. 2005. 84 с.

2. Степук, Л.Я. Энергосбережение: виртуальность и реалии / Л.Я. Степук // Белорусская Нива. 2008. 11 марта.

3. Степук Л.Я. Машины для применения средств химизации в земледелии: конструкция, расчет, регулировки: учеб. пособие / Л.Я. Степук, В.Н. Дашков, В.Р. Петровец. Минск: Дикта, 2006. 448 с.

4. Степук, Л.Я. Эффективное использование машин для внесения минеральных удобрений: рекомендации / Л.Я. Степук. Горки, 2008. 20 с.

5. Петровец, В.Р. Технологии и машины для внесения удобрений / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц. Горки, 2008. 29 с.

6. Петровец, В.Р. Сельскохозяйственные машины: практикум / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц. Минск: Ураджай, 2002.

7. Клочков, А.В. Сельскохозяйственные машины: учебник / А.В. Клочков, Н.В. Чайчиц, В.П. Буяшов. Минск: Ураджай, 1997. 494 с.

8. Степук, Л.Я. Машины для современных и перспективных технологий применения удобрений и пестицидов: монография / Л.Я. Степук, В.Р. Петровец. Горки, 2007. 178 с.

Размещено на Allbest.ru