М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова




Скачать 91.64 Kb.
НазваниеМ. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова
Дата конвертации17.05.2013
Размер91.64 Kb.
ТипДокументы
УДК 631.431

ОХРАНА ПОЧВ ОТ ИЗБЫТОЧНОГО УПЛОТНЕНИЯ – ВАЖНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА


М.Н. Продан


Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова.


С самого нaчала применения мexaнизации для выполнения сельскохозяйственных работ агрономы и почвоведы столкнулись с одним из сложнейших вопросов - отрицательным воздействием ходовых систем тракторов на почву при её обработке, что приводит к снижению урожая. В настоящее время интенсивное воздействие ходовых систем мощных тракторов, тяжелых сельскохозяйственных машин и транспортно-технических средств на почву стало серьезной угрозой плодородию почв, приводя к их разрушению и являясь одной из причин развития эрозионных процессов. В общем виде процесс воздействия машин на почву можно представить по следующей схеме: «ходовая система машин – почва – урожай. ». Однако такая упрощенная схема не позволяет раскрыть суть происходящих в почве изменений, в первую очередь, из-за отсутствия теоретической основы, которая бы позволила применить системный подход к решению проблемы, выявить причины возникновения этих изменений, корректно спланировать проводимые эксперименты, дать исчерпывающие объяснения полученных данных и сделать правильные выводы. Отсутствие одинаковых подходов к вопросу привело к разнообразным и неидентичным разъяснениям полученных результатов, не позволяющим составить общую картину. Указывается, что при уплотнении увеличивается объемная масса, снижается общая и особенно некапиллярная пористость. Это сдерживает развитие корневой системы (уменьшается общая масса и проникновение вглубь не только пахотного, но и подпахотного слоев), уменьшается влагообеспеченность растений 1. Уплотнение ведет к ухудшению водно-физических свойств почв, таких как влагоемкость, пористость, скорость впитывания поливной воды, уменьшается водопроводимость, ухудшаются аэрация и биологические процессы, усиливаются поверхностный сток воды и смыв мелкозема 2. Уплотнение воздействует на важнейшие свойства почвы, водный, воздушный и пищевой режимы. Или просто констатируется, что чрезмерное уплотнение почв ухудшает условия жизни сельскохозяйственных растений, снижает их урожайность и качество продукции.

Вопросу «ходовая система машин – почва -– урожай» посвящено большое количество исследований и экспериментов. Получено много данных, однако результаты, в основной экспериментальных исследований машинной деградации почв, не всегда сопоставимы, иногда противоречивы, по скольку они получены по разным методикам для неодинаковых почвенных условий и влажности почв, на различных стадиях возделывания растений и при неидентичных почвах 3, 4. Указывается, что в некоторых опытах авторы приходили к парадоксальным выводам. Получив прибавку урожая по следам трактора К-700, авторы, не выявляя суть процесса, решили, что уплотнение почвы не влияет на продуктивность растений 3.

Выход из создавшегося положения, по нашему мнению, заключается в том, чтобы принять за основу научные положения механики грунтов и рассматривать почву как сложную трехфазную систему, состоящую из твердой, жидкой и газообразной частей, состояние и соотношение которых изменяются во времени под влиянием природных факторов и воздействием внешних сил (среди которых и ходовые системы машин). При этом следует внести необходимые добавления и коррективы к тому факту, что минеральная часть (твердые частицы) грунтов несколько отличается от твердой части почвы, особенно в отношении биологических процессов и специфики пахотного слоя 5. При этом нужно учесть, что конечной целью исследований является не состояние уплотненного грунта, а урожайность, а также произрастающее растение, которое играет не последнюю роль в формировании грунта. В дальнейшем научное направление можно представить как «механику почв» 6, изучающую механические процессы, протекающие в почве при взаимодействии её с рабочими органами почвообрабатывающих машин и ходовыми системами мобильной сельскохозяйственной техники, важнейшими из которых является изменение плотности почвы, играющей существенную роль в получении урожая 6.

Предложение вести исследования на основе механики почв обособлено от механики грунтов 6, по-нашему мнению, нецелесообразно и необоснованно. Нецелесообразность заключается в том, что нельзя игнорировать то, что уже исследовано, затрачивая средства и время на выявление уже известных положений, о чем будет сказано ниже. Необоснованность объясняется несколькими моментами. Во-первых, различные технологические задачи механики грунтов и механики почв (технологическая задача механики грунтов – максимально увеличить их плотность, чтобы повысить прочность как строительного материала, а механики почв – чтобы найти такие пути воздействия на почву, которые позволили бы поддержать ее оптимальную плотность) не может служить основой для полного их разъединения по той простой причине, что изучается один и тот же процесс – уплотнение грунтов, к которым относится и почва (растительный грунт). Следовательно, исследования должны вестись аналогично, по одним и тем же методикам, учитывая при этом специфику каждого из них. А законы и закономерности процесса уплотнения в общих чертах одинаковы. Во-вторых, в механике грунтов рассматривается не только длительное воздействие сооружений на грунтовые массы, как считают сторонники разграничения 6, но и взаимодействие грунтов с ходовыми системами мобильной техники тех же тракторов как базовых машин для бульдозеров, скреперов, грейдеров, а также различных передвижных уплотняющих катков при возведении качественных насыпей. Более того, не меньший интерес для «механики почв» представляет изучение таких процессов, как разуплотнение плотных и самоуплотнение разрыхленных грунтов - процессы, протекающие длительное время. В-третьих, в основу исследований почв должны быть поставлены положения теории «механики грунтов» как предшественницы «механики почв», так как первая не исключает почву как предмет своих исследований. Один из основателей «механики грунтов» в России акад,емик Н.А. Цытович 7 указывает: «В механике грунтов мы будем изучать только минеральные грунты – природные материалы – и лишь в отдельных случаях будем обращать внимание на а… органо-минеральные образования». Под последними автор понимает почву: «Верхний слой природных грунтов, измененный совместным действием климата, воды, газов, растительных и животных организмов и обогащенный гумусом, представляет особое структурно-логическое образование -– почву». В «механику почв» следует включить все установленные для грунтов положения - структурные связи и строение, физические свойства (влажность, пористость, водонасыщенность), основные закономерности механики грунтов (сжимаемость, водопроницаемость, деформируемость), а также закон уплотнения, виды деформации грунтов и др. Приведенные здесь показатели схожи с теми, которыми характеризуют последствия уплотнения почвы специалисты 1,2,3, что ещё раз подтверждает связь механики грунтов с почвой.

Принятие положений «механики грунтов» позволит избежать нестыковок, которые иногда имеют место. Так, журнал «зЗемледелие» № 2 за 1985 г. (с. 24) указывает, что исследования ТСХА и ВИМ показали, что уплотнение почв распространяется … нна 35…70 см не только в вертикальном, но и горизонтальном (от центра следа движителя) направлениях. В то время как в «механике грунтов» это явление не только давно известно, но и приведены эпюры распространения сжимающих напряжений в вертикальных и горизонтальных сечениях массива грунта при различных нагрузках. Другой пример. В Украинской сельскохозяйственной академии в начале 1980-х годов были проведены исследования по сдваиванию шин для предупреждения переуплотнения почв. При этом было установлено, что «необходимый эффект … … может быть только при расстоянии между шинами не менее ширины следа». А исследования, проведенные более чем 10 годами раньше с целью получения наибольшего уплотнения, привели к аналогичному выводу:. «ССтепень уплотнения грунта в межколесном пространстве зависит от величины зазора между шинами, и увеличение этих зазоров до 0,5 ширины профиля шины не повлечет значительного снижения качества уплотнения, и плотность грунта в межколесном пространстве и под колесами будет одинаковая» 8. Как видно, несмотря на противоположные технологические задачи, исследования велись одинаково, а выводы были аналогичными. И ещё один момент. Авторы исследований 9 установили, что в зимнее время плотность почвы под колесами трактора увеличилась незначительно, но не объяснили, почему. Но если рассматривать почву как трехфазную систему, такой факт можно объяснить тем, что жидкая фаза - вода, которая, будучи в жидком состоянии, обволакивает поверхность твердых частиц грунта наподобие смазки, снижающей трение частиц грунта между собой при более плотной укладке, тем самым способствуя при приложении нагрузки уплотнению, превратилась в твердую. Этим она не только не способствует уплотнению, но и оказывает дополнительное сопротивление. Кстати, сказанное объясняет и утверждение этих же авторов, что переуплотнение почвы ходовыми системами тракторов наиболее опасно осенью и зимой, когда она бывает сильно насыщена водой. Что касается «осени и зимы», то их можно исключить, так как не они являются причиной, а вода. А почва может быть довольно влажной и в другие периоды года - летом после длительных дождей или при орошении.

Признание «механики грунтов» как научной основы для исследований будет способствовать не только внесению ясности, систематизации и унификации полученных данных, но и даст возможность их сопоставить и объяснить. Более того, проведение теоретических исследований позволит доходить до сути явлений и выявлять отдельные закономерности с наименьшими затратами как энергии, так и средств, а главное - более оперативно. Это можно подтвердить следующим. Проведенными опытами было установлено, что чем больше масса трактора, тем значительнее негативное воздействие на почву. После проведения значительного количества полевых замеров и лабораторных исследований, как мы полагаем, с затратой физических, материальных и финансовых средств, а также времени, было выявлено, что по уровню воздействия на почву тракторы располагают в ряд ДТ-75МТЗ-52Т-150КК-700 10, тогда как такую же цепь легко можно было рассчитать и без затрат, используя как основу положения уплотнения грунтов 5. Причем, этот ряд можно сделать наиболее полным,. включив любое количество тракторов, и результат будет довольно точным. В то же время приведенный в этом ряду трактор ДТ-75 не вписывается в него по массе. Его масса 65,4 кН не меньше 31,6 кН – массы трактора МТЗ-52. А в данном ряду он оказался не из-за массы, а благодаря удельному давлению на почву. Для трактора ДТ-75 оно составляет 0,047 МПа, а для пневмошинных колесных тракторов, последовавших за ним, оно достигает по нашим расчетам от 0,25 до 0,35 МПа и более в зависимости от давления в шине. Причина меньшего воздействия на почву у трактора ДТ-75 заключается в конструкции движителя (ходовой системы). Трактор ДТ-75 гусеничный, в то время как все остальные колесные. А, как известно, для пневмошинных колес удельное давление в технических характеристиках не приводится. Его необходимо рассчитать, исходя из давления в шинах и коэффициента жесткости покрышки. И это возможно только при использовании формул, приведенных в литературных источниках по уплотнению грунтов, или упрощенных формул, предложенных в 11. В этом случае по расчетной толщине слоя уплотняемого грунта до 1,7…1,9 г/cм3, положение ряда не вызывает никаких сомнений 10 15,5 21,5 см. ( МТЗ-52Т-150КК-700).

(вВ рассматриваемых выше работах замерялась глубина оказываемого воздействия на почву, значения которой были намного больше).


Выводы


  1. Отрицательное воздействие на почву тракторов и сельскохозяйственных машин при ее обработке по приведенным в литературных источниках данным является доказанным. Однако отсутствие общепринятой теоретической основы не позволяет исследователям адекватно планировать эксперименты, проводить их с наименьшими затратами, избежать ошибок, а также систематизировать полученные данные и объяснить их для построения общей теории процесса и разработки единых мер по устранению отрицательного воздействия на почву.

  2. Теоретической основой может служить предложенная «механика почв» 6 (для инженеров нестроительных специальностей), в основу которой будут положены соответствующие теории «механики грунтов» с добавлением необходимых теоретических исследовательских разработок, касающихся отличительных особенностей структуры почвы (растительного грунта), как таковой, и её взаимосвязи с растениями.

  3. Успешное решение данной проблемы возможно только при объединении усилий и совместной согласованной исследовательской работе почвоведов, агрономов, грунтоведов, мелиораторов, инженеров сельского хозяйства и других специалистов в области уплотнения грунтов.


ЛитератураБиблиографический список


  1. Макаров И.П., Кушнарев А.С. Последствия переуплотнения пахотных почв. Вестник сельскохозяйственной науки, 1989., № 8., сС. 50-…55.

  2. Ковда В.А. Факторы, снижающие плодородие чернозёмов, и меры по их устроению Механизация и электр. сельского хозяйства, 1987,. №3,. С.с 3-…5.

  3. Бондарев А.Г. и др. Проблема обостряется Земледелие, 1985,. № 2,. Сс. 23-…25.

  4. Синкевич П.Н. и др. Определение воздействия ходовых аппаратов машин на почву Механизация и электр. сельского хозяйства, 1985,. № 4,. сС. 23-…25.

  5. Продан М. О теоретической основе уплотнения почв ходовыми системами машин. //Simpozion ştiinţ. Internaţ. “70 ani al UASM“, Ingineria agrarǎ., Chişinǎu, 2003, р. 101…-103.

  6. Кушнарев А.С. Механика почв; задача и состояние почв Механизация и электр. сельского хозяйства, 1987., № 3,. сС. 9-…13.

  7. 7. Цытович Н.А. Механика грунтов. Учебник для стр. вузов., 4-е изд. –М. Высш.ая школа, 1983., -288 с.

  8. Неклюдов М.К. Методы и средства механизации уплотнения грунтов. –М. Стройиздат, 1971.- 112с.

  9. 9. Тинджюлис А.П., Земкувене А.В. Внедрять широкозахватные и комбинированные агрегаты. Земледелие, 1985. , №2,. сС. 33.

  10. 10. Верещак М.В. Состояние и задачи исследований воздействия ходовых систем сельскохозяйственной техники на почву (Научно-координационное совещание, Москва, апр. 1981 г.) Вестник сельскохозяйственной науки, 1981,. № 11,. Сс. 140…-144.

  11. 11. Продан М. Н. Техноложия, меканизаря ши организаря лукрэрилор де рекултиваре а пэмынтурилор. -Кишинэу,  Картя Молдовеняскэ, 1990.- 208п.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconМ. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Р. еспублика Молдова
Такие площади могут быть возвращены в севооборот- после рекультивации. В молдавии работы по рекультивации земель широко проводились,...
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconКб «Молдова-Агроиндбанк» г. Кишинев, Республика Молдова Новости Молдовы
...
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconКб «Молдова-Агроиндбанк» г. Кишинев, Республика Молдова Новости Молдовы
Владимир воронин встретился на неформальном саммите СНГ в москве с президентом азербайджана исламом каримовым
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconCurriculum vitae имя: Кыса Георгий Дата рождения: 01. 01. 1986 Семейное положение: не женат Адрес: 2068,Молдова, г. Кишинев, Мирчешть 21/3 Телефон: +373 29324979 Мобильный: +373 68349167
Государственный Аграрный Университет Молдовы, агрономический факультет, специальность – общая агрономия (очно), окончил с отличием(9-10)....
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconВысоковольтные малогабаритные резистивные делители переменного тока из микропровода
В. П. Берзан, M. Л. Шит (Институт Энергетики ан молдовы), Ю. И. Колпакович, Д. И. Кожокару, В. Г. Клейменов, Центр "crdeimt", Институт...
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconПоложение о Чемпионате клубов Молдовы по Джиу-Джитсу. Цель проведения
Соревнования проводятся 26-27 октября 2012г г. Кишинёв, Государственный Университет Физического Воспитания и Спорта, ул. Андрей Дога,...
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconФедерация Боевого Самбо Республики Молдова
Соревнования проводятся 19 мая 2012г в г. Кишинев, Молдова, по адресу: ул. Дечебал 72 с/к Олимпия, Кишинёв
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconПадение решеточной теплопроводности в нанонитях переменного сечения
...
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconПаразитофауна и биологические аспекты формирования паразитоценозов мелких жвачных животных в условиях южного урала
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный...
М. Н. Продан Государственный аграрный университет Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова iconПрактическая информация
Зал заседаний гостиницы "кодру", Республика Молдова, Кишинев, ул. 31 мая 1989 г., д. 127
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©kk.docdat.com 2013
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница