Ветровая и водная эрозия почвы
Эрозией почвы называют процесс разрушения и сноса почв под влиянием ветра, потоков воды и механического воздействия сельскохозяйственных машин.
Ветровая эрозия возникает при взаимодействии воздушного потока с открытой поверхностью почвы, вследствие чего почвенные частицы приходят в движение. Движущиеся частицы разрушают почвенные агрегаты и вовлекают продукты разрушения в воздушный поток, который часто переносит их на большие расстояния.
Эрозия крайне негативно сказывается на плодородии почвы, тем самым физически уничтожая ее, поскольку почва по определению — поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, т. е. пригодный для произрастания различных форм растений.
Для защиты пахотных земель от ветровой эрозии применяют комплекс противоэрозионных агротехнических мероприятий, среди которых можно выделить основные:
- использование систем безотвальной обработки почвы с оставлением стерни и пожнивных остатков на поверхности полей;
- почвозащитные севообороты с полосным размещением полей и паров;
- сокращение до минимума числа проходов сельскохозяйственной техники по полям и применение для тяжелой техники опорно-двигательных элементов, оказывающих на почву минимальное удельное давление (широкопрофильных шин, гусениц и т. п.).
Перечисленные противоэрозионные мероприятия предполагают использование специальных почвообрабатывающих орудий и машин, улучшающих физические и биологические свойства почвы без оборота ее пластов, с сохранением стерни и пожнивных остатков на поверхности и оказывающих, со своей стороны, минимум негативного воздействия на структуру почвы из-за передвижения по полю.
Среди таких сельскохозяйственных орудий можно отметить культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители, которые широко используются для безотвальной обработки и рыхления почвы на глубину до 30 см.
Глубокорыхлитель — удобритель кпг-2,2
Данный механизм предназначен для специальной безотвальной обработки грунта с одновременным подпочвенным добавлением минеральных удобрений на глубину до 25 см. Отлично агрегатируется с тракторами моделей Т-150 и T-150K. Сцеп из двух таких глубокорыхлителей-удобрителей агрегатируется с трактором «Кировец» К-701.
Машины и орудия для защиты почв от ветровой эрозии
Навесные культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители КПГ-250, КПГ-2-150 и КПГ-2,2 применяют для основной безотвальной обработки и рыхления паров на глубину 25-30 см. Культиваторы имеют стреловидные плоскорежущие лапы с шириной захвата 250, 150 или 110 см. На режущие кромки лемехов наплавлен твердый сплав — сормайт.
Подрезанный лемехом лапы пласт почвы скользит по наклонному лезвию, разрыхляется и падает без оборота. Стерня при этом остается на поверхности поля, предотвращая эрозионные процессы. Плоскорежущие лапы сохраняют до 60-75% стерни.
Культиватор КПГ-250 снабжается одной плоскорежущей лапой с шириной захвата 250 см или двумя с шириной захвата по 110 см. В первом варианте он применяется для поверхностной обработки почвы на глубину до 18 см, во втором — для рыхления почвы на глубину до 30 см. Глубину обработки регулируют установкой опорных колес при помощи винтового механизма.
Культиватор КПГ-2-150 оборудован двумя плоскорежущими лапами с шириной захвата по 150 см. Ширина захвата 3 м, глубина обработки до 30 см.
Культиватор-плоскорез-глубокорыхлитель КПГ-2,2-05 прицепной гидрофицированный предназначен для безотвальной обработки почв с одновременным внесением минеральных удобрений на глубину от 12 до 25 см при норме от 1 до 40 ц/га. Культиватор состоит из рамы со сницей, опирающейся на два пневматических колеса, оборудованных регулятором заглубления рабочих органов и подъема с приводом от гидроцилиндра трактора; двух плоскорежущих лап с шириной захвата 1,1 м каждая и перекрытием 0,1 м; тукового ящика вместимостью 500 кг с двумя дозаторами типа туковысевающих аппаратов, вентилятором с частотой вращения 25 об/с, гидромотором и тукопроводами, установленными на стойках лап и заканчивающимися тукораспределителями; механизма привода дозаторов от левого колеса орудия. Агрегатируется с гусеничными тракторами Т-74, ДТ-75, ДТ-75М. Ширина захвата рабочих органов культиватора — 2,2 м.
Для осенней безотвальной обработки почвы на глубину 10-16 см, культивации стерневых паров и предпосевной обработки легких почв на глубину 7-16 см с сохранением стерни применяют культиваторы-плоскорезы КПП-2,2, КПШ-9, культиватор КПЭ-3,8 и штанговый культиватор КШ-3,6.
Культиватор КПП-2,2 оборудован двумя плоскорежущими лапами с шириной захвата по 115 см и углом раствора лемехов 75° или одной плоскорежущей лапой с шириной захвата 220 см и углом раствора лемехов 100°. Две лапы крепят на левом и правом продольных брусьях рамы с перекрытием 10 см на расстоянии 40 см друг от друга по ходу.
Их применяют при обработке почв влажностью 30-35%. Широкозахватную лапу можно закреплять на среднем брусе рамы впереди или сзади, что необходимо для составления широкорядных агрегатов из нескольких культиваторов в шеренговом сцепе. Широкозахватную лапу применяют при обработке почв влажностью 25-30%.
На твердых и уплотненных сухих почвах для лучшего заглубления культиваторов-плоскорезов следует догружать каждую секцию грузом (150-200 кг). Ширина захвата культиватора 2,1 м. Один культиватор агрегатируют с трактором «Беларусь», а три — с трактором К-700 при помощи сцепки СП-15.
Культиватор-плоскорез КГПН-9 снабжен трехсекционной рамой. На средней секции установлены автосцепка (навеска), два опорных пневматических колеса, регулируемых по высоте винтовыми механизмами, и три плоскорежущие лапы с шириной захвата по 100 см.
Боковые секции соединены со средней шарнирно. Их можно отклонять назад при транспортировке КПШ-9 по узким дорогам. На продольных брусьях секций устанавливают две или три лапы. В первом случае ширина захвата культиватора 8,2 м, во втором — 6,4 м. Культиватор-плоскорез КГПН-9 агрегатируют с тракторами К-700, Т-150 и Т-150К. Глубина обработки почвы — до 16 см.
Тяжелый культиватор КПЭ-3,8 имеет двенадцать лап с шириной захвата по 40 см, расставленных на раме в три ряда. Грядили с лапами крепят к поперечным брусьям кронштейном с пружинами. При встрече с препятствием, превышающим давление пружины, лапа выглубляется, а затем под действием пружины возвращается в рабочее положение.
Болтом регулируют сжатие пружин и добиваются горизонтального расположения лезвий лап. Глубину обработки в пределах 5-16 см регулируют передвижением упора на штоке гидроцилиндра. Снабженные пружинами и упругими стойками лапы культиватора во время работы вибрируют, поэтому они хорошо заглубляются на твердых почвах и не забиваются пожнивными остатками.
Однако они повреждают до 50% стерни и создают гребнистую поверхность поля. Поэтому на культиватор устанавливают штанговое приспособление. Штанга вращается в почве на заданной глубине, разрывает корни сорняков, выносит на поверхность часть заделанной в почву стерни и выравнивает поверхность поля.
Культиватор КШ-3,6 снабжен штангой, устройство и принцип работы которой такие же, как у штангового приспособления к культиватору КПЭ-3,8. КШ-3,6 применяют для предпосевной обработки полей под озимые и рыхления почвы на глубину 5-10 см с сохранением 80-90% стерни. Он может работать как в прицепном, так и в навесном варианте. Ширина захвата культиватора 3,6 м.
Игольчатая борона БИГ-3 применяется для поверхностного рыхления почвы при весеннем закрытии влаги или при осенней обработке почвы. Борона хорошо заделывает в почву осыпавшиеся семена сорных и культурных растений, сохраняет до 75% стерни.
Борона БИГ-3 имеет четыре батареи с игольчатыми дисками диаметром 55 см типа ротационной мотыги. Батареи установлены на раме в два ряда. Угол атаки батарей можно изменять в зависимости от плотности почвы в пределах от 8 до 16°. Каждый диск имеет 12 игл круглого сечения.
Для поверхностного рыхления почвы батареи устанавливают так, чтобы иглы при входе в почву располагались выпуклой стороной вниз, а для обработки плотных почв — вогнутой стороной. Глубина обработки — 8-10 см. Агрегатируют борону при помощи сцепок с тракторами класса 30-50 кН.
Орудие ОПТ-3-5 применяют для безотвальной обработки пласта многолетних трав. Рама культиватора составлена из трех шарнирно соединенных секций. На центральной секции закреплено три, а на боковых — по одной плоскорежущей лапе с шириной захвата 97 см.
Перед стойкой каждой лапы установлены дисковые ножи для разрезания дернины на глубину 7-11 см. Боковые секции рамы можно отводить гидроцилиндрами вверх для транспортировки и изменения ширины захвата от 4,57 до 2,8 м. Глубина обработки лапами до 16 см.
Машины и орудия для защиты почв от водной эрозии
Водная эрозия имеет место при вымывании почвенных частиц водными потоками (паводковыми, дождевыми, селевыми, наводнениями и т. п.), которые уносят их на большие расстояния, уничтожая плодородный слой поля.
Борьба с водной эрозией, которая наиболее часто проявляется на склонах, включает систему организационных и агротехнических мероприятий, обеспечивающих задержание воды. К ним относятся своевременная основная обработка почвы, вспашка с почвоуглубителями или вырезными корпусами, вспашка с одновременным образованием перемычек и валиков в бороздах, образование лунок и прерывистых борозд, кротование, снегозадержание и регулирование снеготаяния.
К агротехническим способам борьбы с водной эрозией относится и правильная технология вспашки. В частности, глубокая вспашка повышает водопоглощающую способность почвы благодаря эффективному задержанию талых вод. Глубокую вспашку осуществляют отвальными плугами, оборудованными почвоуглубителями.
Пахать на склонах необходимо так, чтобы борозды проходили поперек склона, по горизонталям. Для этого применяется так называемая контурная вспашка. Пахотный агрегат при каждом проходе движется на одном уровне, не поднимаясь и не опускаясь по склону. Вспашка поля поперек склона крутизной более 3° в два раза снижает смыв почвы и увеличивает по сравнению с продольной вспашкой запас влаги в метровом слое почвы на 150 — 200 т/га, а урожай зерновых культур на 2-3 ц.
Применяют также комбинированную (ступенчатую) вспашку склонов крутизной до 4°. Для этого на плуге закрепляют в различном сочетании отвальные и безотвальные корпуса или устанавливают один корпус с нестандартным, удлиненным отвалом; который нагребает земляной валик.
Прерывистое бороздование выполняют навесным плугом ПЛН-4-35, снабженным корпусом с укороченным отвалом и приспособлением для прерывистого бороздования, рабочим органом которого служит трехлопастная крыльчатка. При движении плута на пути, равном длине обода опорного колеса, крыльчатка не вращается, нижняя ее лопасть делает борозду.
От вращения крыльчатку удерживает подпружиненный рычаг, связанный тягами с кривошипно-шатунным механизмом, работающим от опорного колеса. За каждый оборот колеса рычаг отводится один раз, а затем под действием пружины возвращается в исходное положение.
Крыльчатка за это время поворачивается на 120°, бороздка прерывается образовавшейся перемычкой. Глубину прерывистых борозд можно регулировать при помощи специальных нажимных штанг. Приспособление крепят к раме плуга при помощи поперечного бруса, скобы и растяжки.
Зяблевую вспашку с одновременной поделкой лунок также выполняют плугом ПЛН-4-35, снабженным батареей, набранной из сферических дисков диаметром 450 мм, эксцентрично закрепленных на оси и повернутых относительно друг друга на 180°. Батарею устанавливают с углом атаки 30°.
Диски секций вращаются за счет сцепления с почвой, выворачивают почву и образуют на поверхности поля овальные по глубине и вытянутые по ходу лунки. Средняя емкость лунки 20 — 25 л, общее количество их на 1 га — 12-14 тыс.
Приспособления ПЛДГ-5иПЛДГ-10 к лущильникам предназначены для образования замкнутых лунок по зяби. В комплект ПЛДГ-5 входят четыре, а в ПЛДГ-10 — шесть дисковых батарей с эксцентричным расположением дисков.
Угол атаки дисков 30°. При работе агрегат образует на поверхности лунки длиной 1 м, шириной поверху 50 см и глубиной до 20 см. Размер лунок можно регулировать установкой дисковых батарей на понизителях, а также принудительным заглублением. Суммарная емкость лунок на 1 га составляет 250-300 м 3 .
Щелеватель-кротователь ШН-2-140, повышающий влагопоглощающую способность почвы, наиболее эффективное орудие в борьбе с водной эрозией почв на лугах и пастбищах. Щелеватель, навешиваемый на трактор класса 30 кН, имеет два ножа-щелереза, заглубляемых до 40 см, и устройство для поделки над щелью водопроницаемых валиков. При движении поперек склонов щелеватель нарезает в почве щели. Он может применяться и для обработки зяби.
Приспособление ППБ-4,6 применяют для прерывистого бороздования и глубокого рыхления междурядий пропашных культур. Его навешивают на пропашные культиваторы. ППБ-4,6 состоит из бороздооткрывающих окучников, устанавливаемых вместо культиваторных лап, и четырехлопастных крыльчаток, располагаемых за окучниками.
Мерный диск периодически отводит рычаг от лопасти, крыльчатка поворачивается, в борозде образуется перемычка. Приспособление образует на 1 га около 4 тыс. борозд площадью 100×50 см, глубиной до 16 см, емкостью 250-280 м 3 . Культиватор с этим приспособлением можно использовать также для поделки прерывистых борозд на зяби.
Плоскорезы-глубокорыхлители
Плоскорезы-глубокорыхлители предназначены для основной обработки чистых паров и осенней зяблевой на полях с максимальным сохранением стерни и других пожнивных остатков после колосовых и пропашных предшественников. Зоны применения: Северный Кавказ, Поволжье, Южный Урал, Западная и Восточная Сибирь и Алтайский край.
В степных районах Сибири плоскорезы-глубокорыхлители используют, например, для глубокого рыхления стерневого пара (обычно в конце августа) и для осенней безотвальной обработки в зернопаровых севооборотах под третью культуру. В условиях Северного Кавказа эти машины применяют для зяблевой обработки почвы (октябрь) под пропашные культуры и обработки полупара под озимые.
Культиватор КПГ-250М – навесной, агрегатируется с тракторами класса тяги 30 кН и состоит из плоской сварной рамы 7 (рис. 3.5), навесного устройства 8, опорных колес 10 с винтовым механизмом 9 и плоскорежущих, стреловидной формы рабочих органов.
Рабочий орган представляет собой плоскую стойку 1 с приваренной в нижней части пяткой 5, к которой с помощью болтов присоединен башмак 4. На башмаке крепят левый и правый лемеха 3 и долото 2.
Рис. 3.5. Культиватор КПГ-250 – плоскорез-глубокорыхлитель: 1 – стойка;
2 – долото; 3 – лемех; 4 – башмак; 5 – пятка стойки; 6 – овальное отверстие стойки; 7 – рама; 8 – навесное устройство; 9 – винтовой механизм опорного
колеса; 10 – опорное колесо
В процессе работы орудие опирается на два опорных колеса 10. Изменением положения колес с помощью винтового механизма 9 регулируется глубина хода орудия.
Для работы с КПГ-250М механизм навески трактора настраивают по трехточечной схеме с жестким соединением раскосов – в этих условиях орудие работает наиболее устойчиво.
Перед выездом в поле агрегат настраивают на заданную глубину на ровной площадке так же, как и навесной плуг. При работе на плотных сухих почвах опорную плоскость лемехов устанавливают с некоторым наклоном. Для этого ослабляют болты крепления стойки и поворачивают рабочий орган вокруг переднего болта крепления стойки за счет овального отверстия 6 так, чтобы задние концы лемехов были выше передних на 1,5. 2,5 см.
При работе на средних и легких по твердости почвах опорные плоскости лемехов должны быть параллельны раме орудия.
Культиватор КПГ-2-150 оборудован двумя плоскорежущими рабочими органами с шириной захвата 1,6 м каждый. На глубоком рыхлении (от 20 до 30 см) КПГ-2-150 агрегатируется с тракторами класса тяги 50 кН, при обработке на глубину до 16 см – с тракторами класса тяги 30 кН. По конструктивному исполнению это орудие принципиально не отличается от КПГ-250М.
Краткая техническая характеристика глубокорыхлителей такова:
КПГ-250М КПГ-2,2 КПГ-2-150
Ширина захвата, м 2,10 2,15 3,10
Максимальная глубина обработки, м 0,30 0,25 0,30
Ширина захвата одного рабочего органа, м 1,1 1,1 1,6
Число рабочих органов 2 2 2
Масса, кг 495 1000 850
Культиватор КПГ-2,2 с приспособлением для внесения минеральных гранулированных удобрений предназначен для плоскорезной обработки почв на глубину 12. 25 см с сохранением стерни на поверхности пашни и одновременным внесением удобрений на глубину обработки с равномерным распределением их по всей ширине захвата орудия. КПГ-2,2 агрегатируется с тракторами класса тяги 30 кН.
Культиватор (рис. 3.6) состоит из рамы, механизма подъема в транспортное положение и регулирования глубины обработки, прицепного устройства, тукового бункера с дозаторами, двух рабочих органов, механизма привода дозаторов и вентилятора с гидромотором.
С рамой 9 соединен удлинитель 7 с помощью шарниров и винтовой стяжки 6. В передней части удлинителя есть серьга, которой орудие соединяется с прицепной скобой трактора. Винтовая стяжка служит для выравнивания рамы орудия в рабочем положении.
Туковый ящик 1 представляет собой сварной бункер, в дне которого установлены правый 18 и левый 3 дозаторы. В качестве дозаторов использованы туковысевающие аппараты типа АТД-2.
Высевающие диски левого 3 и правого 18 дозаторов приводятся в действие от левого опорного колеса 10 через карданную 11 и цепную 20 передачи, вал 19 и приводные устройства.
Удобрения, высеваемые дозаторами, по тукопроводам 16 поступают в туконаправители 15 рабочих органов 13.
Рис. 3.6. Культиватор КПГ-2,2 – плоскорез-глубокорыхлитель с приспособлением для внесения удобрений: а – общий вид; б – рабочий орган; 1 – бункер для минеральных удобрений; 2 – вентилятор; 3 и 18 – дозаторы; 4 – винтовая стяжка механизма регулирования глубины; 5 – гидроцилиндр механизма подъема;
6 – винтовая стяжка прицепа; 7 – удлинитель; 8 – подставка; 9 – рама;
10 – опорные колеса; 11 – карданная передача; 12 – вилка выключения привода дозаторов; 13 – рабочий орган; 14 – коленчатая ось; 15 – туконаправитель;
16 – тукопровод; 17 – воздухопровод; 19 – приводной вал; 20 – цепь привода дозаторов; 21 – стойка; 22 – смесительная камера; 23 – башмак; 24 – делитель; 25 – канал
Рабочие органы несколько отличаются по конструкции от рабочих органов КПГ-250М. В задней части стойки 21 установлен туконаправитель 15. Стойка прикреплена к башмаку 23. Башмак закрывает пространство между лемехами.
Задняя кромка башмака образует канал 25 для распределения удобрений по всей ширине захвата рабочего органа. Распределение достигается установкой специального делителя 24 потока удобрений в нижней части туконаправителя. В верхней его части расположена смесительная камера 22 (для туков и воздушного потока).
Технологический процесс обработки почвы с сохранением стерни и одновременным внесением минеральных удобрений протекает следующим образом. Плоскорежущие рабочие органы подрезают пласт в плоскости дна борозды, и он вначале поднимается по лемеху до верхнего обреза, затем движется по башмаку, а с задней кромки башмака и частично с лемехов падает на дно борозды.
В процессе работы между задним обрезом рабочего органа и сходящим с него пластом образуется свободное пространство, которое позволяет распределить удобрения равномерно по дну борозды. Для того чтобы удобрения в достаточном количестве поступали к периферии рабочих органов, они получают дополнительный разгон воздушным потоком на участке между смесительной камерой и делителем потока.
Установку глубокорыхлителя на заданную глубину перед выездом в поле производят на выровненной площадке. Для этого орудие соединяют с трактором, въезжают на площадку. Под гусеницы (колеса) трактора и опорные колеса глубокорыхлителя устанавливают подставки, высота которых на 2.
3 см меньше заданной глубины. После этого с помощью винтовых стяжек 4 и 6 устанавливают раму горизонтально. Рабочие органы в этом случае должны опираться на долота, а лезвия лемехов должны быть параллельны площадке и располагаться над ней на высоте 1,5. 2 см.
Положение рабочих органов в зависимости от условий работы регулируется так же, как у КПГ-250М.
Перевод орудия в транспортное положение производят гидроцилиндром 5, одновременно с этим происходит отключение привода дозатора вилкой 12.
Культиватор КПГ-2,2 – плоскорез-глубокорыхлитель без приспособления для внесения удобрений может применяться как глубокорыхлитель с рабочими органами от КПГ-250М.
Регулировка кпг-2,2
Глубину обработки почвы устанавливают на выровненной площадке. Под движители трактора и опорные колеса глубокорыхлителя подкладывают подставки высотой на 20.. 30 мм меньше заданной глубины. Раму 9 устанавливают горизонтально винтовыми стяжками 4 и 6, при этом лезвия лемехов должны параллельны площадке.
Для того чтобы восстановить это положение в поле, на винтовых стяжках делают метки. Глубину обработки изменяют винтовой стяжкой 4. При увеличении ее длины глубина уменьшается. Поворот гайки на один оборот уменьшает глубину примерно на 0,01 м.
Схема и устройство глубокорыхлителя-удобрителя кпг-2,2
Для начала приведем полную схем его устройства и дадим её пояснение
а — общий вид; 6 — рабочий орган; 1 — бункер для минеральных удобрений; 2 — вентилятор; 3 и 18 — дозаторы; 4 — винтовая стяжка механизма регулирования глубины; 5 — гидроцилиндр механизма подъема; 6 — винтовая стяжка прицепа; 7 — удлинитель; 8 — подставка; 9 — рама;
10 — опорное колесо; 11 — карданная передача; 12 — вилка включения привода дозаторов; 13- рабочий орган; 14 — коленчатая ось; 15 — туконаправитель; 16 — тукопровод; 17 — воздухопровод; 19 — приводной вал; 20 — цепь привода дозаторов; 21 — стойка; 22 — смесительная камера; 23 — башмак; 24 — делитель; 25 — канал.
Глубокорыхлитель-удобритель состоит из рамы 9 (а), опирающейся на два пневматических колеса 10. С рамой шарнирно соединен удлинитель 7, положение которого изменяют стяжкой 6. В задней части рамы 9 установлены туковый ящик 1 с левым 3 и правым 18 дозаторами, которые представляют собой туковысевающие аппараты типа АТД-2 (аппарат туковысевающий дисковоскребковый), и два рабочих органа 13.
Они отличаются от рабочих органов КПГ-250 тем, что в задней части стойки 21 (6) установлен туконаправитель 15 со смесительной камерой 22 сверху и с делителем 24 удобрений снизу. Пространство между лемехами закрывается башмаком 23, задняя кромка которого образует канал 25 для распределения удобрения по всей рабочей ширине захвата.
Туковысевающие аппараты приводятся от левого опорного колеса 10 через карданную 11 и цепную 20 передачи, вал 19 и приводные устройства.
Гидроцилиндром 5, который поворачивает коленчатую ось 14 опорных колес, переводят машину в транспортное положение. Одновременно с этим вилкой 12 отключается привод дозаторов.При движении агрегата плоскорежущие рабочие органы подрезают пласт, который поднимается по лемеху до верхнего обреза, затем движется по башмаку и падает на дно с его задней кромки.
Между задним обрезом башмака и сходящим с него пластом почвы образуется свободное пространство, по которому равномерно распределяются удобрения под действием направляемого воздушного потока. Без приспособления для внесения удобрений машину можно использовать как глубокорыхлитель с двумя рабочими органами и шириной захвата по 110 мм.
