К вопросу универсализации инновационных агромелиоративных машин в условиях Туркменистана

По мнению А.Г. Бабаева “Увеличение площади орошаемых земель вызывает пропорциональный рост засоления и дренажа. Чем выше аридность территорий, тем этот процесс интенсивнее” [1]. А также отмечает, что “экологическая проблематика в той или иной степени и форме затрагивает все важнейшие стороны современной деятельности, поэтому для интегрированной разработки ее требуется активное сотрудничество представителей науки и практики” [1].

Староорошаемые земли аридной зоны Туркменистана находятся в условиях близкого залегания грунтовых вод и относятся к тяжелым почвам, которые имеют большую потенциальную опасность вторичного засоления. Рассоление таких почв обычными промывными поливами не дают положительного эффекта, т.к. подпахотная подошва грунта, образовавщаяся в результате многократной вспашки на губине 30-35 см препятсятвует вымыву вредних солей в нижние грунты. Трудные в мелиоративном отношении грунтовые условия, характеризующиеся низкой естественной дренированностью и аэрацией, не позволяют получать стабильные урожаи сельскохозяйственной продукции. При этом до 50% поливной воды отводится дренажной сетью безвозвратно, что приводит к истощению водных ресурсов и повышению эксплуатационных затрат орошаемого гектара [2].

К.Б. Сапаров, Т.Г. Савельева установили, что в сложивщихся условиях скорейший переход к интегрированному методу защиту растений, основанному на совершенствовании агротехнических приемой, биометоде и выведении устойчивых сортов, а также, по возможности, полностью отказаться от химических средств [3]. Для оздровления сельхозпроизводства необходимо переходить к востановлению биологического плодородия почв, совершенствованию управления агроэкосистемами и развитию экологически обоснованных форм ведения сельского хозяйства.

Разработки агромелиоративных машинных агрегатов, направленной на снижение трудовых, энергетических и материально денежных затрат и повышения плодородия почвы. Повышение эффективности использования жидких органо-минеральных удобрений (ЖОМУ) и жидких минеральных удобрений (ЖМУ) путем совершенствования агрегата для подпочвенного внесения в условиях аридной зоны. При глубокой механической и биологической обработке почвы практически мгновенно происходит разрушение уплотненных иллювиальных прослоек и увеличение объема почвы, используемого корневой системой хлопчатника, представлена на рисунке 1.

Создание машин и орудий нового поколения, ресурсосберегающих, высокоэкономичных, высокопроизводительных, менее энергоемких и металлоемких-глобальная задача современной науки. В Туркменистане разуплотнение и углубление пахотного горизонта необходимо проводить на 1,3-1,5 млн. га сельхозугодий, а годовая потребность в орудиях для рыхления почвы составляет, соответсвенно глубокорыхлители для внесения органических удобрений 6,5-8,2 тыс. шт. (185 усл.эт.га), культиваторы-растениепитатели 4,0-5,0 тыс. шт. (695 усл.эт.га). Следовательно, для этого разрабатываем блок-схема факторов создания и обоснование рабочих органов агромелиоративных машин для аридных зон (рис. 2).

МЕЛИОРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ ПОЧВ

Р Е Ш Е Н И Е–МЕХАНИЧЕСКОЕ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ

Режимы:

ПРОЦЕССЫ ВЛИЯЮЩИЕ ХЛОПЧАТНИКА И ПОЧВОГРУНТОВ

водно-

воздушный; солевой; тепловой

Микробиологические ^M^J Обеспечение растений: влагой; пищeй и

процессы

кислородом

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АГРОМЕЛИОРАТИВНЫХ МАШИН

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

СТАБИЛЬНОСТЬ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОЧВЕ

ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ И УРОЖАЙНОСТЬ

Рисунок 1 - Блок-схема факторов влияющих на процессы уплотнения почв, пути их решений

Рисунок 2 - Блок-схема факторов создания рабочего органа для аридных зон

Борьба с переуплотнением почвы стала одним из главных направлений минимализации её обработки. Механическое рыхление - послойное отделение породы от массива и разделение ее на куски при помощи механических рыхлителей. Поэтому почвозащитные меры должны учитываться при использовании любых технологий обработки почвы, в том числе и при глубоком рыхлении и кротовании (аэрационный дренаж-АД). К настоящему времени накоплен значительный опыт применения глубокого рыхления и кротования во многих странах мира [4].

Целью работы является разработка универсальный агромелиоративный машин и технологии его проведения, определение его оптимальных параметров, создание современных эффективных технических средств его осуществления в системе хлопководства аридной зоны, обеспечивающих необходимое качество регулирования питательного, водновоздушного, теплового и солевого режимов с последующим получением гарантированных урожаев хлопка.

Метод и методология исследования базируется на системном подходе к объекту, детальном анализе приоритетных направлений в области обработки почвы. Следовательно, разработана технология и рабочее оборудование глубокого рыхлителя ГР-2-50 и нарезки аэрационного дренажа, которые воплощены в новой конструкции НАД-2-60 и НАД-2-60М, универсальной агромелиоративных машин для внесения органоминеральных удобрения, позволяющие улучшить мелиоративное состояние тяжелых почв орошаемых земель аридной зоны. ГР-2-50 предназначен для разрушения под плужной подошвы за счет глубокого (до 70 см) рыхления почвы, что позволяет воде проникать в почву, улучшая ее дренаж. В почву легче проникает воздух, и она равномерно прогревается. Скорость роста хлопчатника увеличивается, а также заметно улучшается стабильность верхнего слоя почвы [5].

Раскрытие функции основано на выявлении связи между параметрами аэрационного дренажа и повышением урожайности хлопка. Выбор рационального критерия оптимизации получен на основе сопоставления изменения прироста урожайности при различных параметрах аэрационного дренажа и затрат на его нарезку. Поэтому критерием оптимизации принят максимальный эффект, приходящийся на единицу затрат при нарезке аэрационного дренажа. По результатам опытов нарезки аэрационного дренажа на глубине 0,6 м кротователем НАД-2-60 дает прибавку урожая хлопка на 7,4 ц/га при расстоянии между дренами 0,9 м. Дальнейшее увеличение глубины и уменьшение расстояния между дренами практически не влияет на урожайность хлопка. Экономическая эффективность АД может быть определена по трем основным составляющим: экономическая эффективность от применения новой конструкции и технологии его нарезки; экономическая эффективность от прибавки урожая сельскохозяйственных культур; экономия промывной и поливной воды. При этом значительно улучшается экологическая обстановка, сокращается поливная 20-30% и промывная норма до 50-75%, предотвращаются повышения уровня грунтовых вод и процесс засоления [6].

Для поддержания достигнутого уровня плодородия почв на орошаемых землях в 2-3польном севообороте глубокое рыхление с внутрипочвенным внесением ЖОМУ с содержанием 3-5% органики проводится один раз за ротацию. Машины должны обеспечивать внесение органических удобрений и их смесей в пределах 6-11 т/га. НАД-2-60М, позволяющие улучшить мелиоративное состояние тяжелых почв в течение четырех лет без вывода земель из оборота. НАД-2-60М в качестве почвозащитной и энергоемкой технологии, экономит органические удобрения в 4-5 раза (при норме 30-45 т/га), снижают потери минеральных удобрений: фосфора 40-50%; азота 33%; калия 12% укрепляет почву и корни хлопчатника, повышает урожай на 10-15 ц/га. Новизна технических решений, использованных в работе, подтверждена авторским свидетельством №1751263 и тремя патентами (№11/101144, №11/101145, №13/J 01219) [7]. Результаты исследований использованы при разработке принципиально новых конструкций, в котором глубокое рыхление грунта сочетается с одновременным внутрипочвенным внесением ЖОМУ нужного состава, оборудования НАД-2-60М и культиватор растениепитатель внутрипочвенным внесением ЖМУ, оборудования КР-5-40 (рис.3, 4).

Культиватор растениепитатель КР-5-40 устройство для внесения жидких минеральных удобрений (ЖМУ) в прикорневую зону посевов предназначено для разрушения плужной подошвы, введению питательных веществ в корневую систему хлопчатника, углубления пахотного горизонта почвы и глубокого безотвального рыхления почвы на глубину от 30 до 40 см, с целью сохранения влаги в осенне-зимний период. Новизна технологических и технических решений, подтверждена патентам (№14/I 01286) Туркменистана на изобретения. При использовании жидких удобрения из него корневая система хлопчатника быстрее развивается, глубже проникает в почву.

На основании приказа 215 Министра сельского хозяйства Туркменистана от 11 декабря 2013 года составленная Экспертная комиссия провела научно-исследовательские испытания и в соответствии с протоколом испытаний составила акт испытаний, одобренный и подтвержденный в Отделе механизации сельского хозяйства Научно-техническим советом при министерстве 15 января 2014 года, универсальной глубокорыхлителя кротовательного типа НАД-2-60 и НАД-2-60М, а также культиватор растениепитатель КР-5-40 предложили для широкого внедрения в производство сельского хозяйства страны [8].