Водной и ветровой эрозии

Агротехнические основы. Основные требования при обработке почв, подверженных одновременно ветровой и водной эрозии: сохранить стерню предшествующей сельскохозяйственной куль­туры (предотвратить ветровую эрозию), улучшить водопоглощающую способность почвы (устранить сток воды по склону, а следовательно, и водную эрозию). Таким требованиям в на­ибольшей мере удовлетворяют орудия с чизельными, щелерезными и другими рыхлительными рабочими органами. После обработки чизельным плугом на поверхности почвы сохраняется 60...75% пожнивных остатков, что исключает ветровую эрозию почвы, а в результате глубокого рыхления почвы и перемешивания осталь­ных пожнивных остатков с поверхностным ее слоем (т. е. муль­чирования) в 1, 5...3 раза увеличивается ее водопоглощающая способность, что предотвращает водную эрозию. Этому спо­собствует также гребнистое дно борозды, образуемое после рыхления почвы чизельным плугом, так как гребни препятствуют внутрипочвенному стоку воды в зоне, прилегающей к дну бо­розды.

Рис. 3.14. Схемы: а – образования плужной подошвы в результате многократ­ной обработки почвы плугом на одинаковую глубину; б – разрушение подошвы при обработке почвы чизельным плугом: I – расположение корней растений и направление движения влаги до разру­шения плужной подошвы; II – то же, после разрушения; 1 и 3– верхний и подпахотный слои; 2 – плужная подошва

Чизельный плуг можно использовать и в традиционных си­стемах земледелия, т. е. на почвах, не подверженных эрозии. В этих условиях он удовлетворяет принципам минимальной об­работки почвы, разуплотняет подпахотный слой и разрушает плужную подошву.

В уплотненной почве различают три слоя (рис. 3.14, а, б): верхний 1 (пахотный горизонт), плужную подошву 2 (ниже лезвий рабочих органов) и подпахотный 3 (ниже плужной по­дошвы). Верхний слой при обработке разуплотняется, а плужная подошва и подпахотный слой с годами все более и более уп­лотняются. Толщина плужной подошвы составляет 12...17 см и зависит от конструкции рабочих органов, массы орудий, числа обработок на одинаковую глубину, влажности и механического состава почвы. Ее начало можно определить по расположению корней растений: у начала плужной подошвы они располагаются под прямым углом к вертикали (рис. 3.14, I). При плотности подпахотного слоя почв среднего и тяжелого механи­ческого состава 1, 6...1, 7 г/см³ развитие в них корней расте­ний затруднено либо невозможно.

Технологический процесс. Чизельные плуги, щелерезы и почвоуглубители обрабатывают плотный слежавшийся подпахотный горизонт. Различия свойств обрабатываемого материала обус­ловливают и некоторые особенности технологического процесса, в основе которого лежит резание клином с плоской рабочей поверхностью, сводящееся к разрушению почвенного пласта пу­тем сдвига (скалывания) на куски (стружку) трапецеидальной формы. При этом распространение деформации почвы в стороны, т. е. в поперечно-вертикальной плоскости, ограничивается некоторой предельной глубиной обработки, названной крити­ческой. Дальнейшее заглубление рабочего органа сопровож­дается ее смятием в продольном направлении без увеличения зоны рыхления в поперечном.

Разновидности рабочих органов. Рабочий орган чизельного плуга – рыхлительная лапа (рис. 3.15, a) состоит из стойки 1, обтекателя 2, долота 3 и оси со штифтом 4. Обтекатель, приваренный к стойке, защищает ее от изнашивания и способ­ствует уменьшению сопротивления при движении в почве. Бла­годаря серповидному контуру обтекателя и стойки лапа легко заглубляется в почву и хорошо очищается от сорной расти­тельности. На стойку вместо долота шириной захвата 70 мм можно установить стрельчатую лапу шириной захвата 270 мм.

При глубине обработки до 30 см используют стрельчатые лапы, а при рыхлении на глубину до 45 см – долота. Стрель­чатые лапы более интенсивно рыхлят почву и при этом подре­зают сорняки. Однако применять их для обработки почвы на глубину более 30 см нецелесообразно, так как возрастает расход энергии на обработку почвы и снижается производи­тельность. Стойка крепится к раме двумя болтами, один из которых срезной и служит для предохранения от поломки при кратковременных перегрузках.

Рис. 3.15. Рабочие органы для обработки почв, подверженных водной и вет­ровой эрозии: а, б и д – соответственно лапы чизельного плуга, рыхлителя с изогнутой стойкой и щелереза; в – рыхляще-подрезающая (слева) и рыхлительная (справа) лапы рыхлителя; г – безотвальный плужный корпус; е – сменные рабочие органы чизельного культиватора; 1, 5 и 17 – стойки; 2 – обте­катель;

3 – долото; 4 – ось со штифтом; 6 – нож-лемех; 7 – полевая доска; 8 – рыхлительная пластина; 9 – лемех; 10 – накладка; 11, 18, 19 и 22 – наральники; 12 – щиток;

13 – уширитель; 14 – нож; 15 – болт; 16 – упор; 20 – стрельчатый рыхлитель;

21 – стрельчатая полольная лапа

Более совершенны рыхлительные рабочие органы со стойками, наклоненными в поперечно-вертикальной плоскости под углом около 45° (рис. 3.15, б). Ширина долота 67 мм, угол заострения 25°, угол установки к дну борозды 16°, угол наклона стойки в продольно-вертикальной плоскости к дну борозды 72º. Регулируемая рыхлительная пластина 8 снабжена шестигранным эксцентриковым устройством, позволяющим устанавливать ее в четыре положения под углом от 5 до 15° относительно плос­кости стойки. Рабочий орган крепится к раме двумя уголками, накладной пластиной и болтами, один из которых срезной. Перед стойкой размещается дисковый нож диаметром 430 или 520 мм.

В процессе работы долото сминает почву, а почвенный пласт, перемещаясь по рабочим поверхностям стойки и рыхлительной пластины, приподнимается и изгибается как в продольном, так и в поперечном направлении. При сходе пласта с рыхлительной пластины под действием силы тяжести происходит удар пласта о дно борозды и дальнейшее его крошение. Дисковый нож, размещаемый перед каждой лапой чизельного плуга, перерезает растительные и пожнивные остатки и образует наклонную щель, вдоль которой движется стойка рабочего органа. Такая установка режущего диска позволяет существенно повысить качество обработки почвы и снизить тяговое сопротивление чизельного плуга. При этом на поверхности поля сохраняется до 90% растительных остатков. Из-за разрушения водонепроницаемого слоя (плужной подошвы) сток воды снижается на 85–90% по сравнению с отвальной вспашкой – создаются условия для предотвращения ветровой и водной эрозии почвы.

Основными рабочими органами рыхлителя для обработки солонцовых почв служат рыхляще-подрезающие и рыхлительные лапы (рис. 3.15, в). При их работе разрушается монолитность солонцового слоя, который частично перемешивается с подсолонцовым. В образовавшиеся трещины и щели просыпаются почвенные комки верхнего (гумусового) слоя, препятствуя смыканию солонцового слоя, превращению его в монолит. Благодаря этому обеспечивается проникновение влаги и корней между столбцами солонцов, происходит постепенное окультуривание слоя.

Безотвальный плужный корпус (рис. 3.15, г) хорошо рыхлит почву без оборота пласта. Пласт, подрезанный и частично раскрошенный лемехом 9, поднимается по уширителю 13 на определенную высоту, после чего падает на дно борозды и от удара дополнительно крошится. Для защиты от истирания стойка корпуса прикрыта щитком 12. При этом сберегается почвенная влага, на поверхности поля в значительной мере сохраняется стерня, происходит мульчирование поверхностного слоя пожнивными остатками. Аналогичные функции могут выполнять так называемые стойки СибИМЭ.

Одним из эффективных приемов для разрушения плужной подошвы, образованной плугами и плоскорезами, служит улучшение водопоглощающих свойств почвы и сохранение стерни на поверхности поля – щелевание. Рабочий орган щелереза (рис. 3.15, д) имеет отверстия ступенчатого (через 5 см) регулирования глубины щелевания. Глубина нарезаемых щелей обычно составляет 40 5 см. Щелевание производят на лугах, посевах многолетних трав, а также по зяблевой вспашке.

Чизельные культиваторы – переходные орудия от чизельных плугов к обычным традиционным культиваторам. Их можно применять для дополнительной и основной обработки почв, как подверженных, так и неподверженных эрозии. Рабочие органы тяжелых чизельных культиваторов закрепляют, как правило, на упругих стойках 17 (рис. 3.15, е). Благодаря колебаниям таких стоек повышается качество крошения, снижается тяговое сопротивление и исключается забивание рабочих органов растительными остатками и почвой. Стойки предохраняют рабочие органы от повреждений при встрече с препятствиями. Долотообразные 18 и узкорыхлительные наральники 19 рыхлят почву и дно борозды, производят частичное мульчирование, создавая волнистую поверхность и гребни, способствующие поглощению влаги. Стрельчатый рыхлитель 20 обрабатывает почву более интенсивно, особенно при ее низкой влажности. Стрельчатая полольная лапа 21 хорошо работает на малой глубине, она подрезает сорняки и частично перемешивает их с почвой. Наральник 22 с винтовой рабочей поверхностью может быть право- или левооборачивающим. Он превосходно рыхлит почву и заделывает солому и другие растительные остатки, создавая мульчирующий слой, предотвращающий водную и ветровую эрозии.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные причины, вызывающие ветровую и водную эрозию?

2. Какие требования предъявляются к рабочим органам культиваторов-плоскорезов и плоскорезам-глубокорыхлителям?

3. Как подготовить культиватор-плоскорез КПШ-5 КПШ-9 к работе?

4. Как установить машину ОПТ-3-5 на заданную глубину обработки почвы?

5. Из каких сборочных единиц состоит тяжелый секционный культиватор КТС-10-1?

6. Как отрегулировать машину ОП-8 для предпосевной обработки почвы?

7. Назовите машины, применяемые для обработки почв, подверженных водной эрозии?

8. В каких режимах могут работать дисковые рабочие органы игольчатых борон?

9. Объясните процесс работы игольчатой бороны-мотыги БМШ-15.

10. Какие машины и приспособления применяют для обработки почв, подверженных водной эрозии?

11. Какие машины используют для основной обработки почв, подверженных ветровой эрозии?

12. Каковы технологические регулировки машин для основной и предпосевной обработки почв, подверженных ветровой и водной эрозии?