Совершенствование методов и технических средств борьбы с водной эрозией при возделывании картофеля на профилированной поверхности поля

Обоснование. Картофель является культурой, требующей создания мелкокомковатой структуры верхнего клубнеобитаемого слоя почвы для формирования клубней правильной формы, а также для обеспечения условий для хорошей сепарации почвы во время выполнения уборочных работ. С этой целью большинство технологий возделывания данной культуры предусматривает формирование профилированной поверхности поля. Одним из результатов глобальных климатических изменений является увеличение частоты выпадения ливневых осадков в период вегетации растений. При этом наличие профилированной поверхности на полях, обладающих даже небольшим уклоном, ведет к значительным рискам развития водной эрозии почвы во время ливней из-за стекания воды со стенок гребней в междурядья. Это приводит к ежегодным невосполнимым потерям плодородного слоя почвы. Поэтому для обеспечения сохранения уровня естественного почвенного плодородия и исключения рисков развития водной эрозии при использовании интенсивных технологий производства картофеля в условиях глобальных климатических изменений требуется совершенствовать технологические приёмы и технические средства, используемые для формирования профилированной поверхности поля.

Цель исследования — защита почвы от водной эрозии при возделывании картофеля на профилированной поверхности поля за счёт совершенствования технологических приёмов и технических средств, используемых для формирования профилированной поверхности поля, а также обоснования параметров рабочих органов.

Методы. Объектом исследований является ротационный лункователь бесприводного действия, установленный на пропашном культиваторе-глубокорыхлителе. Для выбора рациональных параметров рабочих органов лункователя были проведены теоретические исследования, на основе которых выбран диаметр ротора его лопастей. В качестве исходных данных для определения технологических параметров лункователя приняты следующие допущения: интенсивность выпадения ливней; глубина хода рыхлительных лап пропашного культиватора-глубокорыхлителя; скорость впитывания дождя по капиллярам на среднесуглинистых почвах при определённой степени уклона поля. Теоретический расчёт технологических параметров лункователя выполнен на основе построенных траекторий перемещения центра ротора и его лопастей во время выполнения рабочего процесса. Расчёт параметров лункователя выполнялся с учётом того, что передняя и задняя стенки лунки образованы его лопастью путём смятия рыхлой почвы при перекатывании с шагом t относительно неподвижной точки на определённой глубине h, шаг лункователя t определяется конструктивными параметрами ротора: диаметр D и количество лопастей на нём.

Результаты. Для определения числа лунок на погонном метре был рассчитан объём воды, который попадает в междурядья во время ливня в зависимости от их ширины. Результаты расчёта показали, что при интенсивности осадков 15 мм/ч число лунок на погонном метре профилированной поверхности поля, варьируется от 2,4 до 3,1 шт/м. Эти данные позволили определить рациональные параметры лункователя для защиты от водной эрозии сельскохозяйственных земель, расположенных на склонах, при возделывании картофеля на профилированной поверхности поля.

Заключение. Эффективным методом предотвращения водной эрозии на профилированной поверхности поля при возделывании картофеля является глубокое рыхление междурядий с одновременным формированием лунок на дне борозды. Для этой цели предлагается использовать ротационный лункователь бесприводного действия. При использовании лункователя с диаметром ротора 600 мм количество лунок на погонном метре варьируется от 2,4 шт/м при ширине междурядья 70 см до 3,1 шт/м при ширине междурядья 90 см. Для надёжной защиты почв от водной эрозии при ширине междурядья 70 см на роторе достаточно установить 4 лопатки, при ширине 75 и 80 см 5 лопаток, а при ширине 90 см потребуется 6 лопаток.