Как бороться с переуплотнением почвы

Содержание

1. В чем проблема?
2. Гусеничные движители
3. Спарка
4. Модернизация шин
5. Проанализировать транспортные средства
6. Без грузовиков на поле
7. Мировые тенденции
8. Что делать сейчас?

В чем проблема?

Мощность сельхозтехники растет, увеличивается широкозахватность орудий, соответственно, вес и давление на почву тоже увеличиваются год от года.

Исследования к. б. н. почвоведа Алексея Трубникова говорят о том, что потери урожайности на переуплотненных почвах могут превышать 50%. По его наблюдениям, чаще всего задумываться о том, что почва переуплотнена, в хозяйстве начинают, когда урожайность полей при всех стараниях и усилиях агрономов начинает планомерно падать. С этой проблемой сталкиваются до 90% хозяйств России, в результате чего потенциал произрастающих на их полях культур остается нераскрытым почти на 40%.

Исследования Почвенного института им. В. В. Докучаева показывают, что если почва уплотнена, она не может впитывать воду, подобно плотно сжатой губке, — в ней нет места для воздуха и воды. Особенно чувствительны к переуплотненным почвам сахарная свекла и кукуруза, а также культуры со стержневой корневой системой: подсолнечник, горох, соя, рапс и др.

— При благоприятных условиях корневая система кукурузы и сахарной свеклы может проникать в почву до 3 м, но достигая уплотненного слоя, такие культуры резко снижают урожайность, особенно в засуху, — говорит Алексей Трубников.

Гусеничные движители

Первым шагом к снижению остроты проблемы эксперты видят в уменьшении давления на почву путем переоборудования машинно-тракторного парка хозяйства.

Самым щадящим воздействием на почву, оказывающим наименьшее давление, обладают машины на гусеничном ходу.

Гусеница имеет большую площадь опоры на грунт и, соответственно, оказывает меньшее давление на почву, чем обычные и даже флотационные шины и шины низкого давления.

Еще одним преимуществом гусеницы перед колесом считается снижение пробуксовок. Эксперименты западных компаний — производителей тракторов показывают, что благодаря большому пятну контакта пробуксовка гусеничного трактора не превышает 2–4%, тогда как у колесного даже на спарке может достигать 15%. Гусеницы обеспечивают самые высокие тяговые свойства, их можно назвать средством максимальной специализации.

Один из главных минусов гусеничной техники — цена. Стоимость гусеничных, полугусеничных тракторов и комбайнов ощутимо выше колесных. Разница в цене гусеничного и колесного тракторов, относящихся к одному тяговому классу, а также в стоимости их эксплуатации может составить до 25%.

Помимо высокой стоимости, это большие проблемы с перемещением вне поля. Несмотря на армированные резиновые гусеницы, частые и длительные перегоны по асфальту и щебенке для гусеничной техники вредны.

Для доставки гусеничной техники к месту работы требуется специальный транспорт, что повышает стоимость эксплуатации.

Спарка

Еще один способ снизить давление на почву колесной техники — установка сдвоенных или даже строенных колес. Применение таких колесных систем позволяет в 1,5–2 раза снизить удельное давление на почву по сравнению с одинарными колесами, повысить проходимость агрегатов, их тяговое и сцепное усилие. Все это к тому же положительно влияет на производительность и потребление топлива.

Например, тракторы компании Ростсельмаш серии 2000 (2375 и 2400) наиболее эффективны, если они работают на сдвоенных колесах — спарке 710/70R38 (с шириной протектора шины 710 мм).

В варианте спарки пятно контакта и, соответственно, тяговая сила увеличиваются автоматически, в то же время это более гибкий подход: при необходимости шину можно усилить второй или, наоборот, снять вторую, если имеющегося пятна контакта достаточно для решения стоящих задач.

Решение сдваивать колеса позволяет уйти от покупки дорогих шин и при этом снизить давление на почву.

С другой стороны, основной недостаток машин на сдвоенных, а тем более строенных колесах — их огромная ширина. Например, на сдвоенной резине ширина колес составляет около 3,8 м, а на строенной возрастает до 5,5 м. Такие тракторы не укладываются в разрешенные транспортные габариты, а значит, не могут без проблем передвигаться по дорогам общего пользования между отделениями хозяйства.

Модернизация шин

Давление в шинах также влияет на давление на почву. Если машина комплектуется шинами низкого давления, то для полевых работ важно обратить внимание на рекомендации производителя.

Исследования Кубанского Государственного Аграрного Университета (КубГАУ), проведенные в 2021–2022 гг. в ООО «Краснодарагроальянс» на озимом ячмене, доказали, что использование шин низкого давления способствует приросту урожайности. В испытаниях участвовали шины низкого давления 0,6 бар, в то время как в контроле (43 га) — шины стандартного давления 1,4–1,2 бар.

В результате сравнения по следу от шин низкого давления получили прибавку по количеству колосьев — на 26%; длине колоса — 4%; массе зерна — 20 колосьев — 9%; массе зерна с 1 м2 — 24%. Таким образом, при использовании шин низкого давления прирост урожайности на озимом ячмене в среднем составил 6,1%.

По наблюдениям специалистов шинного альянса Yokohama Off-Highway Tires (YOHT), как альтернативу спарке многие выбирают широкопрофильную резину, с увеличенной шириной протектора. Такие шины в хозяйствах обычно устанавливают на технику на период проведения полевых работ, а для остальных перемещений возвращаются к обычным шинам.

Другое решение — использование флотационных шин, изготовленных с применением технологий IF/VF. Как альтернатива низкому давлению — грузоподъемность шины увеличивается на 20% по сравнению с обычной радиальной сельскохозяйственной покрышкой.

Проанализировать транспортные средства

Для того чтобы комплексно подойти к проблеме переуплотнения почвы, эксперты-почвоведы рекомендуют проанализировать давление всех видов самоходной техники, которая так или иначе появляется на полях. В том числе обратить внимание не только на мощные трактора, но и на относительно легкие машины средней мощности, давление которых на почву не менее ощутимо.

Экспериментальные исследования различных западных компаний говорят о том, что относительно легкие трактора, имея при этом узкие шины и небольшое пятно контакта, уплотняют почву не менее сильно, чем мощные машины на обычных шинах. По подсчетам, проведенным в одном из экспериментальных хозяйств Ростовской области, на резине R380 давление трактора мощностью 80 л. с. составляет почти 2 атмосферы. Кстати, в своем опытном хозяйстве они оснастили спаренными колесами спереди и сзади все тракторы (и в первую очередь работающие на сахарной свекле) мощностью от 80 до 340 л. с.

Кроме того, нельзя сосредотачиваться только на тракторах. По мнению Алексея Трубникова, комбайны, без которых сбор урожая невозможен, гораздо сильнее в силу своего веса давят на почву. И проблема переуплотнения не может быть решена без снижения давления на почву этих машин. Варианты снижения веса для комбайна все те же:

• шины низкого давления
• спарка
• гусеницы.

Например, Ростсельмаш предлагает в качестве опций для своих мощных комбайнов установку сдвоенных колес и полугусеничного движителя.

А относительно небольшие машины, например зерноуборочный комбайн VECTOR 450 Track, разработанный специально для уборки в сложных почвенных условиях, имеют шасси на гусеничном ходу. NOVA (комбайн 3-го класса) — может комплектоваться по спецзаказу максимально широкими шинами.

Без грузовиков на поле

Но главным бедствием с точки зрения уплотнительного эффекта называют выезд на поля грузовиков во время уборочной кампании для погрузки зерна. Последствия от проездов многотонных машин на узких шинах гораздо хуже, чем от проходов сельхозтехники, считает почвовед Алексей Трубников. Такие выезды вполне могут разом перечеркнуть весь эффект от применения ресурсосберегающих технологий: подобная техника давит на почву с силой 4 атмосферы каждая шина, и, как показывает практика, там, где грузовики ездили часто, растения сильно отстают в развитии.

В качестве решения проблемы возможна установка на грузовики шин низкого давления. Но самым оптимальным выходом из ситуации будет применение бункеров-перегрузчиков. Такое решение успешно апробировано во многих западных странах и постепенно реализуется в России.

В отличие от грузовиков, бункеры-перегрузчики оснащаются широкопрофильными шинами или гусеницами, поэтому их использование минимизирует негативное воздействие на почву в процессе уборки. Эти же агрегаты можно использовать в логистических цепочках во время посевной кампании, для загрузки семян и минеральных удобрений в посевные комплексы, а также в процессе различных обработок.

Мировые тенденции

Одним из перспективных направлений в решении всего комплекса почвенного плодородия в мире считают технологию работы с постоянной колеей — CTF (controlled traffic farming). К примеру, в Австралии на эту технологию перешли более 30% сельхозугодий. Это позволило им при засушливом земледелии увеличить на 25% влагоемкость почвы, и, как следствие, за 10 лет валовый сбор зерна в Австралии вырос почти в 2 раза.

Суть технологии состоит в том, чтобы ограничить движение всей техники только определенными выделенными колеями. Частично эта идея уже реализуется во многих хозяйствах в части опрыскивания и посева. Но задача технологии CTF — свести к строго регламентированным путям передвижение всей техники, выезжающей на поля. Соответственно, главным условием успешной работы становится кратность ширины захвата всей техники в хозяйстве.

Кроме того, ширина колеи самоходной техники также должна соответствовать друг другу. То есть ширина трактора должна быть равна ширине колеи разбрасывателя и опрыскивателя или же иметь возможность регулировки расстояния между колесами. Контроль движения в данном случае осуществляется только по навигации, причем здесь необходимо работать с увеличенной точностью сигнала.

По исследованиям австралийских сельхозпроизводителей, переход на технологию CTF позволяет освободить 86% почвы на поле от проблем с переуплотнением, сконцентрировав уплотнение на оставшихся 14% с колеей.

В условиях российских реалий такая технология сейчас трудно реализуема, но в перспективе это разумный вариант для сохранения почвы и восстановления ее урожайности.

Что делать сейчас?

Деградация гумуса и формирование уплотненного горизонта, препятствующего правильному дренированию влаги ниже глубины обработки, становится основной темой для дискуссий в контексте снижения урожайности во всем мире. При этом процесс нарастания уплотнения в почвах неизбежен в связи с активной интенсификацией сельского хозяйства.

Итак, чтобы снизить нагрузку на почву, можно идти несколькими путями — оптимизировать технику и (или) менять технологию и логистику.

Если говорить о машинно-тракторном парке, то есть варианты:

• переводить технику на гусеничный ход;
• работать на спаренных колесах;
• переходить на использование шин низкого давления или флотационных.

Шины — мобильность, гусеницы — тяга. Вопрос выбора гусениц или шин сугубо экспериментальный, каждое хозяйство принимает решение, ориентируясь на конкретные условия работы.

В контексте изменения технологии можно:

• использовать бункеры-перегрузчики и не пускать на поле грузовики;
• радикально переходить на работы исключительно по выделенным колеям.

Из «скоропомощных» мер выправить ситуацию с переуплотнением помогает глубокое рыхление. Именно рыхлением возможно подорвать нижний слой переуплотненного горизонта и наладить дренирование почвы. По мнению Алексея Трубникова, глубокое рыхление (на 25–35–40 см) следует проводить в зависимости от ситуации и глубины переуплотненного горизонта, то есть машину нужно настраивать на каждом поле индивидуально.

Что касается увеличения гумусного слоя, то здесь необходимо больше работать с органикой, которая должна поступать в почву ежегодно в соответствии с требованиями предстоящей к возделыванию культуры.

Другим интересным вариантом для тех регионов, где животноводство развито слабо (например, Ростовская область, Краснодарский край), называют применение сидерального пара или бинарных посевов. Когда покровные культуры компенсируют процессы нехватки органики в почве и своими корнями разуплотняют ее.