Уплътняването и преуплътняването на почвите - тежък проблем на механизираното земеделие

18-03-2003 г. I. Почва и фактори за почвеното плодородие Почвата е в основата на земеделското производство. Като живия организъм тя може да бъде " здрава", но може и да "заболее". Внасянето на торове, борбата с вредителите, сеитбооборотът - всичко това повишава почвеното плодородие. Чрез правилна обработка на почвата може да се увеличи дебелината на плодородния пласт и да се запази най-ценният повърхностен слой. Но по-малко се знае и по-малко се прави за избягване на почвеното уплътняване и преуплътняване, водещо до намаляване на плодородието и до влошаване на икономическите показатели на земеделското стопанство. II. Какво е уплътняване на почвата Уплътняването е процес на сближаване на почвените частици, което води до намаляване на свободното пространство между тях, обикновено запълнено с вода и въздух. Причините за уплътняването са следните: o Почвена структура. Някои видове почви, например глинестите, са плътни по природа. o Преовлажняване. Преовлажняването води до образуване на повърхностна кора. o Преораване. Излишното преораване на почвата разрушава нейната структура и способства за уплътняването й. o Разпределеният натиск на колелата (или гъсениците) на трактора и буксуването- това са основните причини за преуплътняването на почвите. И така главната причина за уплътняването на почвите е движението на земеделските машини по полето. Всяко минаване на машината - при оран, засяване, култивация, пръскане, жътва - въздейства на почвения слой. С нарастване на размера на стопанството расте мощността и теглото на машините. На полето излизат все по-големи и по-тежки комбайни и машинно-тракторни агрегати. Земеделските машини предизвикват 4 вида уплътняване: o повърхностно уплътняване; o дълбочинно уплътняване; o уплътняване от буксуването; o междуколесно уплътняване. Различните видове почви по различен начин и в различна степен се поддават на уплътнението. Например, ако частиците на почвата са с еднакъв размер, тя по-трудно се преуплътнява, отколкото почва с нееднакъв размер на частиците. По-лесно се уплътнява влажна почва. Същото се отнася и за почвите с повишено съдържание на органични вещества. Коя почвена структура е най-плодородна? Смята се, че това е почва, която се състои от 25 на сто вода, 25 на сто въздух и 50 на сто почвена маса. Всяка работа в полето нарушава тази пропорция и това е неизбежно. При утъпканите почви остава все по-малко място за влага, въздух, хранителни вещества и пространство за корените на растенията. Въпросът е да поставим тези процеси под контрол и да намалим до минимум последствията върху земята. III. Кои са симптомите на почвената болест "преуплътняване"? В различните географски зони отделните видове почви имат нееднаква устойчивост към уплътняването. Но кога се достига опасният стадий на преуплътняването? Това може и "на око" да се определи по някои външни признаци, които характеризират състоянието на почвата, посевите и орните агрегати. Субективните усещания на трактористите при оран също не бива да се пренебрегват. И така: - Признаци на преуплътняване по състоянието на почвата: o образуване на почвена кора след силен дъжд; o застояване на водата върху полето; o значителна почвена ерозия; o забавено разлагане на органичните вещества в почвата. - Признаци на преуплътняване по състоянието на посевите: o забавено покълване; o неравномерен растеж; o обезцветяване на листата; o изменение на формата на корените. - Признаци на преуплътняване при оран: o оранта е затруднена, неравномерна; o ускорено износване на плужните елементи. IV. Повърхностно уплътняване на почвата Уплътняването на почвите на дълбочина до около 15 cм се смята за повърхностно. То се предизвиква от налягането на гумите на трактора. Колкото по-широк е отпечатъкът на протектора, толкова по-малък е натискът на машината върху почвата и съответно повърхностното уплътняване. Следователно контактната площ между гумите и почвата е нещо твърде важно. Тази контактна площ е най-малка при тракторите с непълно предаване ( колесна схема 4К2), нараства при тракторите с двойно предаване (колесна схема 4К4 ), нараства още при тракторите със сдвоени гуми и е най-голяма при верижните трактори. От два трактора с еднакво тегло по-малък натиск върху единица площ от почвата ще оказва този трактор, при който отпечатъците от колелата са по-широки. Това обяснява защо тракторите с двойни гуми и верижните трактори в значително по-малка степен утъпкват почвата. От казаното дотук може да се направи изводът, че ако се намали налягането в радиалните гуми, ще се увеличи площта на следата и това ще намали налягането върху почвата. Оказва се обаче, че това не е съвсем така. Динамиката на поведението на гумите значително се отличава от широко разпространените представи. Натоварването върху осите на транспортното средство, което се предава на гумите, не се променя, ако се намали налягането в тях. Произтича единствено преразпределение на налягането върху почвата от средата към края на протектора. V. Дълбочинно уплътняване на почвата В подпочвения слой между 15 см и 77 см под действие на високото натоварване на осите на земеделските машини настъпва т. нар. дълбочинно уплътняване. Осовото натоварване на колесните трактори е по-голямо от това на верижните поради по-малката контактна площ. Очевидно е, че опорната площ върху почвата ще нарасне при използването на двойни, даже и на тройни гуми, не само на задния, но и при предния мост на трактора. Но това пък увеличава осовото натоварване, т. е. дълбочинното уплътняване. При някои съвременни верижни трактори, например при модела Mobil-trac на фирмата Challenger, този проблем е решен чрез преразпределение на масата на машината върху по-голям брой оси. По този начин теглото се разпределя равномерно по цялата дължина на гъсеницата, което значително снижава дълбочинното уплътняване. VI. Уплътнение от буксуване Буксуването е пропълзяване (приплъзване) на колелата на трактора. Казано по-точно, при буксуване скоростта на движение на колелата на трактора (респ. на гъсеницата) превишава линейната скорост на машината. Причината за буксуването е недостатъчното сцепление на гумите (или на гъсеничната верига) с почвата при дадено теглилно усилие. Колкото по-голямо е буксуването, толкова повече гориво се прахосва на вятъра. Но буксуването има "принос" и в уплътняването на почвите, тъй като приплъзването на гумите води до допълнително налягане върху почвата, от което следва превъртане на горните почвени слоеве, което пък нарушава почвената структура. Една от основните задачи на тракториста е да избягва буксуването с различни манипулации (смяна на предавката, промяна на работната дълбочина на обработките, включване на двойното предаване и блокажа на диференциалите и т. н.) Голямо предимство имат тракторните модели, съоръжени с борд-компютър, който контролира степента на буксуване. При възможност и при крайна необходимост може да се наложи колесният трактор да се замени с верижен. VII. Междуколесно уплътняване на почвата Междуколесното уплътняване на почвата се наблюдава при двойни или тройни гуми в междината между тях, т. е. между техните отпечатъци. Поради твърдостта на страничните стени на гумата налягането по периферията е насочено надолу под ъгъл към земята. В междината между двойните гуми силите на налягането смачкват почвата от двете страни и формират една междуколесна "бразда". Но тази "бразда" е само видимата част на айсберга. Всъщност зоната на разрушаване на почвата е в дълбочина. VIII. Как влияе преуплътняването на почвите върху плодородието? Смята се, че въздействието на голямото осово натоварване на земеделските машини (т.е. дълбочинното уплътняване) намалява добивите с около 30 на сто. Степента на поразяване на насажденията зависи от типа на почвите и метеорологичните условия, но е най-голяма в тези участъци, където са работили по-тежки машини. Интересен факт е, че плодородието с времето се възстановява, но само при условие че се премахне причината за утъпкване на почвите. Според учените в Института по земеделие и природните ресурси към Университета в щата Небраска уплътнението на почвите, в зависимост от неговата дълбочина и " тежест", може да погуби до 60 на сто от добивите. Някои култури са по-устойчиви към преуплътняването, други по-малко, но крайният резултат винаги е лош. Установено е още, че при големи дълбочинни преуплътнявания следите от това "мероприятие" могат да се забележат и след девет години, но средно се смята, че зловредните ефекти от преуплътняването се запазват за 3-4 години. IХ. Контролиране на почвеното уплътняване За щастие процесите на преуплътняване могат да се поставят под контрол. Това става с различни методи, като се използват природните фактори и се приложат специални агротехнически похвати. Това е един феномен, но наистина уплътнените почви могат да се самовъзстановяват, но.. ако се премахнат натоварванията! Естественото възстановяване на почвите е бавен процес, скоростта на който зависи от географското положение на местността. Но за съжаление фермерите, които всяка година очакват максимални добиви, не могат с години да чакат почвата по естествен начин да възстанови своята структура. Смята се, че естествените цикли на "овлажняване-изсъхване" и "замръзване- размразяване" намаляват почвоуплътнението. Но естествените цикли могат само частично да възстановяват почвената плътност. Друг подход е внасянето на органични вещества в почвата, които действат като структурни модификатори. Но това е скъп процес, който не е особено практичен за големите стопанства. Много фермери напълно се осланят на сеитбооборота като метод за борба с уплътняването. Действително включването в сеитбооборота на люцерна, детелина и фуражни треви подобрява почвената структура. Това е така, защото тук не се провеждат агротехнически дейности, а развитата коренова система на тревните растения разрохква почвата и задържа водата и хранителните вещества в нея. Трябва ли от време на време да променяме дълбочината на оранта? Категорично да. Ако почвата се оре на една и съща дълбочина дълго време, на работната дълбочина на плуга се формира плътен почвен слой. За да се избегне тази подпочвена " циментова замазка", в по-сухите години трябва да се оре дълбоко, а в следващите години да се промени дълбочината на оранта. Всяка орна дейност променя структурата на почвата, като я прави по-възприемчива към преуплътняване. Ето защо намаляването на тракторните "тегели" по орното поле забележимо ще намали уплътняването. При възможност трябва да се подбират методи за обработка с ограничаване или пълно премахване на оранта. Това ще доведе до следните положителни ефекти: o ограничаване на водната и ветровата ерозия; o намаляване на движенията по полето на тежка техника, което ще запази почвената структура; o запазване на дъждовната влага в повърхностния слой, което предотвратява образуването на почвена кора; o намаляване на разходите и потребността от работна сила. Дълбочинното уплътнение може да се отстрани само чрез използване на специални земеделски машини: продълбочители (дълбоко) разрохвачи, параплугове... За да се постигне ефектен резултат, се препоръчва спрямо най-долния преуплътнен слой да се оре на 50 на сто по-голяма дълбочина. Най-доброто време за продълбочаване е есента, когато почвата е изсъхнала на голяма дълбочина и по-лесно се разрохква. Най-ефективният метод за контролиране на уплътняването е организацията на движението на техниката в полето. Преуплътняването 80 на сто е свързано с първото минаване на машините през полето. Ето защо някои специалисти препоръчват да се организират контролируеми коловози за движение на машините - така не повече от 20 на сто от общата полева площ ще бъде обхваната от следите на гумите. Но това е трудна задача, защото всички машини в машинно-тракторния агрегат трябва да имат еднакво междуколесно разстояние. Комбайните и тежките ремаркета нанасят по-големи поражения по почвата, отколкото тракторите. Ето защо е добро обстоятелство, ако прибиращата техника работи върху сухо или замръзнало поле. Бункерите на зърнокомбайните трябва да се изпразват по-често - не е необходимо да се пълнят догоре. Добре ще бъде, ако комбайните се разтоварват в края на полето и да не се допуска навлизане на тежки товарни колесни машини. Ако все пак е наложително те да навлязат в полето, най-добре е да се движат по следите на комбайна. Х. Заключение Уплътнението на почвите води към тежки последствия: влошават се дренажните свойства на почвения слой, намалява се усвояемостта на азота в почвата, влошава се екологията, плодородието обеднява, доходите са по-ниски... Изходът: Пълен контрол върху процесите на уплътняване, на които досега никой не обръщаше сериозно внимание. (от сп. "ТРАКТОР")