Оценка агрофизического состояния почв после предпосевной обработки по ее твердости
Твердость почвы как информативный показатель ее физико-механических свойств. Определение твердости посевного слоя почвы в течение вегетационного периода культур после традиционной обработки и после обработки экспериментальным предпосевным орудием.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.01.2019 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
50
Размещено на http://www.allbest.ru/
50
Почвоведение и агрохимия № 1(56) 2016
50
Институт почвоведения и агрохимии имени А.Н. Соколовского
Оценка агрофизического состояния почв после предпосевной обработки по ее твердости
А.Л. Бородин
Введение
Твердость почвы является информативным показателем, характеризующим ее физико-механические свойства, а именно сопротивление росту корней и почвообрабатывающим орудиям в процессе их обработки [1]. Перспективным является использование показателя твердости для оценки агрофизического состояния почвы перед посевом и качества предпосевной обработки. Показатель твердости широко используют при изучении изменения свойств почв при внедрении нулевой обработки [2], в исследованиях переуплотнения почв под влиянием тяжелой сельскохозяйственной техники [3].
В настоящее время проводятся исследования, направленные на уточнение известных агрофизических параметров посевного слоя почвы [4].
Цель работы - определить твердость посевного слоя почвы в течение вегетационного периода культур после традиционной обработки и после обработки экспериментальным предпосевным орудием в производственных условиях и в модельном опыте с оптимальными агрофизическими параметрами в семенном, надсеменном и подсеменном слоях для посева кукурузы, ячменя и подсолнечника, а также оценить агрофизическое состояние почвы по этому показателю и проследить связь между параметрами ее твердости и плотности.
Методика и объекты исследований
Объекты исследований - темно-серая оподзоленная тяжелосуглинистая почва (пос. Коммунар, Харьковский район) и чернозем типичный тяжелосуглинистый (пос. Опытный, Чугуевский район). Оба объекта расположены в Харьковской области.
Предпосевную обработку темно-серой оподзоленной почвы выполнили традиционным способом (культиватором КТС-6 на глубину 6-8 см после осенней вспашки на глубину 22-25 см). Результаты сравнили с данными, полученными в микрополевом модельном опыте, где были искусственно сформированы семенной, надсеменной и подсеменной слои почвы с оптимальными агрофизическими параметрами. В 2013 г. выращивали ячмень сорта Парнас и кукурузу сорта Элегия, в 2014 г. - подсолнечник сорта НК Неома, в 2015 г. - ячмень Парнас.
Исследования на черноземе типичном тяжелосуглинистом проводили в 2014 году. Предпосевную подготовку почвы под ячмень выполнили двумя способами: традиционным, (культиватором КТС-6 на глубину 6-8 см после осенней вспашки на глубину 22-25 см) и экспериментальным предпосевным орудием. Оно представляет собой почвообрабатывающий агрегат, который содержит раму, по меньшей мере, один культиватор-плоскорез, выполненный в виде лемеха с сепарирующей решеткой, стояк, роторный рабочий орган с ножами, ось вращения которого расположена над сепарирующей решеткой. Ось вращения рабочего органа установлена с возможностью перемещения как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях относительно сепарирующей решетки [5]. Таким образом, с помощью специального роторного устройства осуществляется накопление структуры нужного размера, почва разрыхляется, сепарируется и проталкивается через отверстия решетки и помещается на семена. Регулировать структурный состав в семенном слое можно не только с помощью сепарирования, но и изменением скорости вращения ротора: чем больше скорость вращения, тем интенсивнее почва подвергается измельчению. Этот способ дает возможность добиться такого размера структуры, который будет отвечать размерам семян. Тем самым предполагается обеспечить умеренно плотный контакт почвы и семян, гарантировать их быстрое и дружное прорастание [6].
Модели посевного слоя почвы с оптимальными для выращивания кукурузы параметрами структурного состава были созданы вручную на экспериментальных микрополевых участках в опыте С.И. Крылач. Весь надсеменной слой почвы был снят и просеян через сита с разными диаметрами отверстий. Подсеменной слой уплотнили деревянным пестиком до плотности почвы в пределах от 1,00 до 1,27 г/см3. На этот слой высевали семена кукурузы и прикрывали сверху прослойкой просеянной почвы. Предпочтительный размер агрегатов в надсеменной части почвы колебался в пределах от 1 до 10 мм. Таким образом, были созданы оптимальные физические параметры для развития семян кукурузы [7].
Твердость измеряли твердомером конструкции Ревякина в начале, в середине и в конце вегетации культур на участке поля 25 Ч 25 м, на котором выбрали три участка 8 Ч 8 м, на каждой из которых, в свою очередь, по краям и в середине выбрали 5 участков 1 Ч 1 м. Твердость определяли в 10-кратной повторности.
Результаты исследований и их обсуждение
Обработка данных методом вариационной статистики показала, что твердость темно-серой оподзоленной почвы в 2013 г. непосредственно после посева ячменя и кукурузы с доверительной вероятностью 95% была выше, чем в модельном опыте. При этом лучшие физические условия в почве, характеризующиеся параметрами твердости не более 10-15 кгс/см2 [1], наблюдались в условиях модельного опыта в слое 0-15 см, а в производственных посевах под кукурузой и ячменем - в слое 0-9 см (рис.1).
На второй год эксперимента, наоборот, существенных различий в твердости почвы непосредственно после посева культуры в модельном опыте и в производственных посевах не наблюдалось (рис.2). Оптимальные параметры твердости наблюдались во всех случаях в слое 0-12 см.
Рис.1. Твердость темно-серой оподзоленной почвы после посева ячменя (17.04.2013) и кукурузы (29.04.2013) и в модельном опыте
Рис.2. Твердость темно-серой оподзоленной почвы после посева подсолнечника и в модельном опыте:
почва под подсолнечником после кукурузы (30.06.2014);
почва под подсолнечником после ячменя (28.06.2014);
почва в модельном опыте (28.06.2014)
В середине вегетации в 2013 г. более благоприятные условия в поверхностном слое почвы по показателю твердости в модельном опыте сохранились (рис.3). При условии создания оптимальных параметров посевного слоя твердость почвы в слое 0-4 см оказалась в 1,5-2 раза ниже, чем под кукурузой, и в слое 0-15 см в 2 раза ниже, чем под ячменем.
Рис.3. Твердость темно-серой оподзоленной почвы в середине вегетации ячменя и кукурузы в производственных посевах и кукурузы в модельном опыте:
ячмень, производственный посев (05.06.2013);
кукуруза, производственный посев (04.06.2013);
кукуруза, модельный опыт (04.06.2013)
В конце вегетации (определение на участке поля под ячменем выполнено 17 июля, на участке поля под кукурузой - 10 октября) не было статистически значимых различий в твердости почвы в модельном опыте и под кукурузой (5,7 кгс/см2 и 6,8 кгс/см2 в слое 0-5 см соответственно), в то время как твердость почвы под ячменем существенно выросла и превысила величину этого показателя в модельном опыте в 4-5 раз, достигнув величин 20 кгс/см2 в слое 0-5 см и 23 кгс/см2 в слое 5-10 см (в модельном опыте 5,7 кгс/см2 и 8,5 кгс/см2 соответственно). И хотя в конце вегетации этот показатель не имеет такого значения, как непосредственно перед посевом, полученные результаты позволяют сделать вывод, что благоприятные свойства посевного слоя, созданные предпосевной обработкой, могут сохраняться в течение всего вегетационного периода (рис.4.).
Рис.4. Твердость темно-серой оподзоленной почвы в конце вегетации ячменя и кукурузы в производственных посевах и кукурузы в модельном опыте: 1 - ячмень, производственный посев (17.07.2013); 2 - кукуруза, производственный посев (10.11.2013); 3 - кукуруза, модельный опыт (10.11.2013)
Определение твердости почвы в 2014 г. в посевах подсолнечника после кукурузы (1 - 18.04; 2 - 28.07; 3 - 15.09) и ячменя (1 - 23.04; 2 - 30.07; 3 - 23.09) показало отсутствие значимых различий этого показателя от значений, полученных в модельном опыте (определения выполнены в те же сроки, что и на участке поля после кукурузы). Это объясняется качественной предпосевной обработкой производственных площадей, выполненной весной 2014 г., и более высокими абсолютными значениями показателя твердости в модельном опыте по сравнению с 2013 г. При этом в середине и в конце вегетации твердость почвы в модельном опыте на всю глубину определения была существенно ниже, чем в производственных посевах и увеличивалась с глубиной не так резко, что создавало более благоприятные условия для развития корневых систем растений.
На черноземе типичном тяжелосуглинистом с помощью экспериментального предпосевного орудия удалось создать надсеменной слой 0-4 см с меньшей твердостью (в среднем 4 кгс/см2), чем после обработки культиватором (в среднем 5 кгс/см2). При этом в обоих случаях наблюдались оптимальные значения твердости на глубину предпосевной обработки - в слое 0-8 см. В середине вегетации твердость почвы в этом слое существенно возросла - до 8 кгс/см2 после обработки экспериментальным орудием и до 11 кгс/см2 после традиционной обработки (табл.1). Эти различия статистически значимы на уровне доверительной вероятности 95%. В конце вегетации твердость почвы после традиционной обработки и обработки экспериментальным орудием практически не отличалась.
Результаты определения твердости темно-серой оподзоленной почвы в 2015 г. свидетельствуют о том, что наибольшая твердость наблюдалась в середине вегетации ячменя (табл.2). Наибольшие абсолютные значения этого показателя характерны для слоя 10-20 см, при этом оптимальные значения твердости наблюдались только в слое 0-5 см. Как видно из таблицы 2, твердость темно-серой оподзоленной почвы в начале вегетации ячменя в производственных условиях была значительно выше, чем чернозема типичного в опыте с оптимальными агрофизическими условиями, постепенно повышаясь с глубиной. При этом значение твердости чернозема типичного модельного опыта не превышало оптимальные значения во всем слое 0-20 см.
В середине вегетации ячменя твердость почвы резко увеличилась по сравнению с началом вегетации. Начиная с глубины 15 см, твердость почвы производственного поля постепенно снижалась, в отличие от твердости чернозема типичного модельного опыта, в котором твердость с глубиной практически не менялась (в таблице данные по двум почвам, а в описании одна почва и модельный опыт и производственный посев, привести в соответствие).
почва твердость посевной слой
Для расчета твердости почвы по другим параметрам предложен ряд моделей. Так, Dexter А. с соавторами [8] приводят типичное уравнение da Silva и Kay, которое используют для прогнозирования твердости почвы:
Q = a Ч--Qb Ч--Dc,
где D - плотность сложения почвы; И - содержание влаги в почве; a, b, c - эмпирические коэффициенты, учитывающие содержание в почве физической глины, органического вещества и т.д. (не менее 9 различных факторов).
Другая модель, результаты верификации которой приведены в работе [8], по мнению авторов, имеет логический и физический смысл, применима ко всем типам почв, учитывает показатели физического качества почвы и водоудерживающей способности (S)
Обычно существует противоположная задача: по показателю твердости, который можно легко и быстро измерить в полевых условиях, оценить другие характеристики почвы, и сделать обоснованные выводы о качестве предпосевной обработки почвы вообще.
По результатам определений влажности, плотности сложения и твердости темно-серой оподзоленной почвы (всего 66 дат в 2013-2015 гг. Слобожанское опытное поле, поселок Коммунар, Харьковского района) построена регрессионная модель (рис.5):
X = 23,92 - 1,25Y + 15,89Z,
где X - твердость почвы, кгс/см2; Y - влажность почвы, %; Z - плотность сложения почвы, г/см3.
Рис.5. Графическое изображение зависимости между значениями влажности, плотности сложения и твердости темно-серой оподзоленной почвы
Коэффициент множественной корреляции R = 0,51.
Уровень доверительной вероятности р для свободного члена уравнения и для коэффициента влажности не превышает 0,02.
По результатам определений влажности, плотности сложения и твердости чернозема типичного тяжелосуглинистого малогумусного (всего 24 дат, 2014 г.
Слобожанское опытное поле, поселок Опытный, Чугуевского района) построена регрессионная модель (рис.6):
X = - 24,6 + 1,6Y + 67,86Z,
где X - твердость почвы, кгс/см2; Y - влажность почвы, %; Z - плотность сложения почвы, г/см3.
Рис.6. Графическое изображение зависимости между значениями влажности, плотности сложения и твердости чернозема типичного тяжелосуглинистого малогумусного
Коэффициент множественной корреляции R = 0,80.
Уровень доверительной вероятности р для коэффициента влажности и для коэффициента плотности сложения не превышает 0,002.
По результатам определения твердости и влажности почвы с определенной вероятностью можно установить ее плотность сложения - показатель, важный для оценки качества предпосевной обработки почвы (но трудно определимый по причине громоздкости метода). Очевидно, что точность и адекватность приведенных эмпирических моделей зависит от количества данных, по которым они созданы, по этой причине они требуют дальнейшего уточнения.
Выводы
Экспериментально подтверждено, что посевной слой с оптимальными агрофизическими параметрами характеризуется благоприятными показателями твердости до глубины 12-15 см. Можно формировать такие показатели твердости почвы и в производственных условиях. На черноземе типичном тяжелосуглинистом с помощью экспериментального предпосевного орудия был создан надсеменной слой 0-4 см с твердостью 3,5 кгс/см2, что меньше, чем после обработки культиватором - 4,9 кгс/см2. При каждом из видов предпосевной обработки твердость почвы можно оценить как оптимальную, при этом меньшая твердость после обработки экспериментальным орудием сохранилась до середины вегетации ячменя.
Влияние предпосевной обработки, в случае формирования оптимальных агрофизических параметров почвы, может сохраняться в течение всего вегетационного периода, по крайней мере, это справедливо при выращивании кукурузы на зерно. Нужно усовершенствовать экспериментальное предпосевное орудия так, чтобы оно обеспечивало лучшие показатели твердости не только в надсеменной прослойке, но и в семенном и подсеменном слоях почвы.
По количественным значениям твердости и влажности почвы с определенной вероятностью можно установить ее плотность сложения - показатель, важный для оценки качества предпосевной обработки почвы (трудно определимый по причине громоздкости метода). Очевидно, что точность и адекватность приведенных эмпирических моделей зависит от количества данных, по которым они созданы, по этой причине они требуют дальнейшего уточнения.
Список литературы
1. Медведев, В.В. Твердость почв / В.В. Медведев. - Харьков. Изд. КГ1 "Городская типография", 2009. - 152 с.
2. Lampurlanes, J. Soil bulk density and penetration resistance under different tillage and crop management systems and their relationship with barley root growth / J. Lampurlanes, C. Cantero-Martinez // Agron J. - № 95. - 2003. - Р.526-536.
3. Manuwa, S.I. Evaluation of shear strength and cone penetration resistance behavior of tropical silt loam soil under uni-axial compression / S.I. Manuwa, O. C. Olaiya // Open Journal of Soil Science. - 2012. - № 2. - Р.95-99.
4. Агровимоги до передпосівного обробітку щодо структурного складу та щільності будови ґрунту з урахуванням розміру насіння сільськогосподарських культур: рекомендації / В.В. Медведєв [та ін.]. - Харків: Вид-во "Міськдрук", 2013. - 24 с.
5. Ґрунтообробний агрегат: пат.82554 Україна: МПК А01В 49/06 (2006.01) / В.К. Пузік, В.В. Медведєв, В.Ф. Пащенко, С.І. Корнієнко, А.О. Батулін, С.І. Хекало,
6. Н.Г. Пташинська; - № u 2013 03966; заявл.01.04.2013; опубл.12.08.2013, Бюл. № 15. - 9 с.
7. Медведєв, В.В. Новітні технології і знаряддя обробітку для збереження фізичних властивостей ґрунтів / В.В. Медведев // Вісник аграрної науки. - 2013. - № 8. - С.5-9.
8. Хекало, С.И. Потребности растений с разным размером семян в плотности строения и структурном составе посевного слоя почвы / С.И. Хекало // Вестник аграрной науки. - 2014. - № 4. - С.73-76.
9. Dexter, A.R. A method for prediction of soil penetration resistance / A. R. Dexter, E. A. Czyї, O. P. G№te // Soil and Tillage Research. - 93. - 2007. - C.412-419.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Технологии предпосевной обработки почвы. Основные виды механической обработки почвы. Агротехнические требования к предпосевной обработке почвы. Настройка комбинированных агрегатов до выезда в поле. Минимизация интенсивности и глубины обработки почвы.
реферат [427,4 K], добавлен 29.06.2015Основные агротребования к предпосевной обработке. Рабочие органы Системы-Компактор для предпосевной обработки почвы. Подготовительные работы на тракторе. Навешивание и демонтаж комбинированного орудия для предпосевной обработки почвы Система-Компактор.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 06.06.2010Агротехнические требования для выполнения поверхностной обработки почвы и разновидности бороны. Уборка зерновых культур и разделка пластов почвы после вспашки, пропашные культиваторы и комбинированные почвообрабатывающие машины и их эксплуатация.
реферат [28,3 K], добавлен 07.07.2011Технология обработки частого пара. Защита паровых полей от эрозии и увеличения количества органического вещества в почве. Зяблевая обработка почвы. Система предпосевной обработки почвы под яровые культуры. Главные особенности предпосевной культивации.
реферат [553,9 K], добавлен 28.12.2010Типы обработки почвы — механического воздействия на нее рабочими органами машин и орудий с целью создания наилучших условий для выращиваемых культур. Приемы и основные способы механической обработки почвы. Создание мощного окультуренного пахотного слоя.
реферат [26,7 K], добавлен 12.07.2015Характер эксплуатации плугов в лесном хозяйстве. Разнообразие обрабатываемых площадей. Обработка почвы плугами в междурядьях садов. Озеленение площадей после застройки. Виды основной обработки почвы. Вспашка почвы под лесные и плодовые культуры.
презентация [2,9 M], добавлен 22.08.2013Основные задачи основной обработки почвы. Применение обработки вместо вспашки. Посев в лунки. Обработка сохой и ралом. Плужная обработка почвы. Максимально развернутая технология обработки почвы. Безотвальная обработка почвы. Минимальная обработка почвы.
реферат [763,9 K], добавлен 17.05.2016Задачи и виды дополнительной обработки почвы. Классификация машин и орудий. Зубовые и дисковые бороны. Уплотнение верхнего слоя почвы катками. Междурядная обработка почвы в посевах в целях рыхления почвы, внесения удобрений, уничтожения сорняков.
презентация [228,7 K], добавлен 22.08.2013Агротехнологические требования, предъявляемые к обработке почвы в ходе предпосевной культивации. Характеристика технологического процесса предпосевной обработки почвы культивацией агрегатом с трактором ДТ-75. Технологический процесс ремонта ходовой части.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 20.06.2012Характеристика почв пашни и состав земельных угодий. Снижение плодородия при длительной эксплуатации черноземов при недостатке культуры земледелия. Климатические условия и длительность вегетационного периода. Урожайность сельскохозяйственных культур.
курсовая работа [50,8 K], добавлен 10.02.2012Теоретические аспекты и способы механической обработки почвы - создания благоприятных условий для развития культурных растений с целью получения высоких и устойчивых урожаев. Классификация машин и орудий для поверхностной и сплошной обработки почвы.
реферат [1,7 M], добавлен 03.03.2010Влияние разных по интенсивности систем обработки на агрофизические свойства почвы и урожайность полевых культур. Ресурсосберегающие системы удобрений и защиты растений в регулировании показателей дерново-подзолистой супесчаной почвы и урожайности рапса.
дипломная работа [129,5 K], добавлен 27.07.2015Изучение влияния разных по интенсивности систем обработки на агрофизические свойства почвы и урожайность полевых культур. Разработка ресурсосберегающих систем обработки, удобрений и защиты растений в регулировании показателей почвы и урожайности рапса.
дипломная работа [263,1 K], добавлен 30.06.2015Машины для поверхностной обработки почвы. Бороны зубовые (тяжелые, легкие), сетчатые. Главное назначение плугов и катков. Автоматический прореживатель ПСА-2,7. Культиватор для сплошной и междурядной обработки почвы. Фреза садовая, особенности регулировки.
лабораторная работа [4,0 M], добавлен 18.12.2013Зяблевая обработка и углубление пахотного слоя на орошаемых землях. Предпосевная и послепосевная обработки почвы в условиях орошения. Особенности обработки осушенных земель. Контроль за качеством выполнения основных полевых работ. Оценка качества посева.
курсовая работа [38,3 K], добавлен 22.02.2010Строение и морфологические признаки черноземных почв. Лущение стерни, применение в системе зяблевой обработки. Особенности проведения зяблевой вспашки и весенней обработки почвы под картофель. Районы возделывания конопли, ее биологические особенности.
контрольная работа [30,1 K], добавлен 25.05.2017Технология и технические средства поверхностной обработки почвы. Организация внедрения в производство. Экономическая эффективность технологий и технических средств поверхностной обработки почвы. Техника безопасности.
реферат [284,7 K], добавлен 25.11.2006Агротехническое значение севооборота, чередование культур и размещение посевов в хозяйстве. Зяблевая и предпосевная системы обработки почвы под картофель. Меры борьбы против сорняков и расчет потребности гербицидов. Мероприятия по защите почвы от эрозии.
курсовая работа [36,0 K], добавлен 14.05.2012Состав земельных угодий. Характеристика почв и их плодородия. Структура посевных площадей и проектирование севооборотов. Агротехническая и экономическая оценка вводимых севооборотов. Система обработки почвы под культуры севооборота и ее обоснование.
курсовая работа [192,5 K], добавлен 09.03.2013Преимущества применения влаго- и ресурсосберегающих технологий в основных зонах возделывания сельхозкультур. Влияние удобрений на агрофизические свойства почвы. Действие разных систем обработки и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур.
курсовая работа [471,5 K], добавлен 21.08.2015
