Способ основной противоэрозионной обработки почв на катене



Способ основной противоэрозионной обработки почв на катене
Способ основной противоэрозионной обработки почв на катене

 


Владельцы патента RU 2520143:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИМЗ Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации агроландшафтов. Способ включает вспашку почвы загонами поперек склона с образованием свальных гребней и разъемных прерывистых борозд - борозд с перемычками, задерживающих сток поверхностных вод. При этом вверх по прямому склону, имеющему уклон не меньше 0,015, ширина каждого предыдущего загона Bi меньше ширины каждого последующего Bi+1, т.е. Bi-1<Bi<Bi+1, где i - номер загона, возрастающий вверх по склону, а ширину i-го загона определяют по формуле Bi≈В ki, где В - ширина загона, устанавливаемая из условия максимальной производительности применяемого агрегата, учитывающей длину гона, ширину захвата одного корпуса плуга, число корпусов и минимальный радиус поворота агрегата; ki - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения твердых и жидких осадков по склону и его экспозицию, впитывание и сток воды и определяемый по формуле k i 2,3 K n К э ( е 0,1 i 0,7 е 0,06 i ) [ 1,4 + 24 ( J 0,031 ) ] ln ( 0,025 L ) ,

где Kn - коэффициент, учитывающий гранулометрический состав почвы и равный для легких почв Kn=1,0, для средних - 0,87 и для тяжелых - 0,7; Кэ - коэффициент, учитывающий экспозицию склона и местоположение загона на склоне: при норме осадков для ровной поверхности 600 мм/год для верхней и средней частей склона при его ориентации север и юг Кэ=0,86; северо-запад, северо-восток и юго-запад Кэ=0,88; запад Кэ=0,9, юго-восток Кэ=0,91 и восток Кэ=1,0; при этом учтено, что в условиях Нечерноземной зоны нижняя часть склона, как правило, нуждается в осушении; J - уклон склона, равный или больший 0,015, но не больший 0,05; L - длина склона, равная или меньшая 400 м; n - число загонов на склоне (1≤i≤n), определяемое по формуле n L B K n К э [ 1,4 + 24 ( J 0,031 ) ] .

Способ позволяет снизить смыв почвы на нижележащих участках склона, обеспечить прекращение плоскостной и линейной эрозии почвы, повысить урожайность сельскохозяйственных культур на склоне и предотвратить заиление рек и водоемов. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафтов и может быть применено при проведении сухой культуртехники и сельскохозяйственном использовании склоновых земель в Нечерноземной зоне.

Водная эрозия подразделяется на плоскостную, заключающуюся в смыве частиц почвы из поверхностного (пахотного) слоя на больших площадях, и линейную в виде размыва почвогрунта на значительную глубину с образованием промоин разных размеров и длинных оврагов. При этом к линейным формам эрозии относят размывы, которые не могут быть ликвидированы при обычной вспашке, культивации и посеве сельскохозяйственных культур. Для ликвидации этих размывов необходима почва или почвогрунт, привезенные из другого местоположения.

Плоскостная водная эрозия представляет разрушение частиц на поверхности почвы и удаление их посредством многочисленных струйчатых промоин. Эти промоины глубиной от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров остаются после стока талых и дождевых вод. При обработке почвы они сглаживаются, не изменяя общего рельефа местности.

Основная причина водной эрозии почв - бессистемная распашка склоновых земель. Почва, покрытая растительностью, меньше подвержена эрозии. Растительность, предохраняя поверхность почвы от капель падающего дождя, повышает шероховатость поверхности и замедляет скорость течения воды по ней.

Все виды обработки почвы на склонах должны быть направлены на ослабление поверхностного стока талых и ливневых вод. Это достигается их проведением поперек склона (А.с. СССР №1297741, кл. А01В 79/00, 1987; А.с. СССР №1429961, кл. А01В 79/00; Пат. РФ №2157604, кл. А01В 79/00, 1999). Большое преимущество поперечной обработки в сравнении с продольной доказывают практически все проведенные научно-исследовательские полевые работы: смыв почвы при ее обработке поперек склона уменьшается в 2…3 раза (Черкасов Г.Н. Улучшение и использование природных кормовых угодий на склонах Центрального Черноземья. - Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 2004. - С.62).

Известен способ снижения водной плоскостной эрозии почв склоновых земель, включающий вспашку почвы загонами поперек склона с образованием свальных гребней и разъемных прерывистых борозд - борозд с перемычками, задерживающих сток поверхностных вод (Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации / А.А.Богушевский, А.И.Голованов, В.А.Кутергин и др. Под ред. Е.С.Маркова. - М.: Колос, 1981. - С.369; прототип).

Известный способ снижения водной плоскостной эрозии почвы не учитывает изменение (перераспределение) стока поверхностных вод по длине прямого склона: вода перетекает с вышележащих участков на нижележащие (Черкасов А.А. Мелиорация и сельскохозяйственное водоснабжение. - М.: Госиздат с. - х. литературы, 1958. - С.220, черт.158; черт.158 демонстрируется на фиг.1). В результате эффективность противоэрозионной поперечной вспашки на нижележащих частях склона снижается. Степень развития ускоренной водной плоскостной эрозии почв зависит от длины и уклона склона. По мере движения стекающей воды вниз по склону толщина слоя и скорость воды, а следовательно, и ее живая сила возрастают, возрастает и смыв почвы. Так, по данным А.Н.Костякова (Костяков А.Н. Основы мелиорации. - М.: Гос. изд-во с. - х. литературы, 1951. - С.727), при увеличении длины склона в 5 раз (при уклоне 0,03…0,05) смыв почвы возрастает более чем в 10 раз. С увеличением длины склона степень смыва почвы увеличивается, процесс смыва может постепенно перейти в процесс размыва.

На склонах должен быть иной подход к обработке почвы, чем на плато: скорость и толщина слоя стекающей воды и ее живая сила при прямом склоне увеличиваются по мере удаления от водораздела.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности основной противоэрозионной поперечной обработки почв склоновых земель.

Технический результат, получаемый от решения поставленной задачи, заключается в снижении смыва почвы на нижележащих участках склона, прекращении плоскостной и линейной эрозии почвы, в обеспечении расширенного воспроизводства плодородия почвы, повышения урожайности сельскохозяйственных культур на склоне и предотвращения заиления рек и водоемов.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе основной противоэрозионной обработки почв на катене, включающем вспашку почвы загонами поперек склона с образованием свальных гребней и разъемных прерывистых борозд - борозд с перемычками, задерживающим сток поверхностных вод, вверх по прямому склону, имеющему уклон не меньше 0,015, ширина каждого предыдущего загона Bi меньше ширины каждого последующего Bi+1, т.е.

B i 1 < B i < B i + 1 ,                                                         ( 1 )

где

i - номер загона, возрастающий вверх по склону.

При этом ширину i-го загона определяют по формуле

B i B   k i ,                                              ( 2 )

где

В - ширина загона, устанавливаемая из условия максимальной производительности применяемого агрегата, учитывающей длину гона, ширину захвата одного корпуса плуга, число корпусов и минимальный радиус поворота агрегата;

ki - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения твердых и жидких осадков по склону и его экспозицию, впитывание и сток воды и определяемый по формуле

k i 2,3 K n К э ( е 0,1 i 0,7 е 0,06 i ) [ 1,4 + 24 ( J 0,031 ) ] ln ( 0,025 L ) ,                                   ( 3 )

где

Kn - коэффициент, учитывающий гранулометрический состав почвы и равный для легких почв Kn=1,0, для средних - 0,87 и для тяжелых - 0,7;

Кэ - коэффициент, учитывающий экспозицию склона и местоположение загона на склоне: при норме осадков для ровной поверхности 600 мм/год для верхней и средней частей склона при его ориентации север и юг Кэ=0,86; северо-запад, северо-восток и юго-запад Кэ=0,88; запад Кэ=0,9, юго-восток Кэ=0,91 и восток Кэ=1,0; при этом учтено, что в условиях Нечерноземной зоны нижняя часть склона, как правило, нуждается в осушении;

J - уклон склона, равный или больший 0,015, но не больший 0,05;

L - длина склона, равная или меньшая 400 м;

n - число загонов на склоне (1≤i≤n), определяемое по формуле

n L B K n К э [ 1,4 + 24 ( J 0,031 ) ] .                                        ( 4 )

Уменьшая ширину загонов вниз по склону, увеличиваем емкость нанорельефа, создаваемого за счет более дифференцированной обработки почвы, который лучше задерживает на склоне поверхностную воду, удлиняет период ее впитывания в почву, снижая скорость ее движения по поверхности почвы и особенно на нижней части склона. При этом емкость нанорельефа, как и сток избыточных поверхностных вод, увеличивается вниз по склону. Это обеспечивает снижение смыва почвы с нижележащих участков, снижает вероятность появления ускоренной водной плоскостной эрозии почвы на них, создает условия для расширенного воспроизводства плодородия почвы и повышения урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Приведенные выше формулы получены эмпирическим способом при длине склона, меньшей или равной 400 м, на основе данных наблюдений в полевых опытах. При этом учтено, что водная плоскостная эрозия минеральной почвы начинает проявляться при уклоне прямого склона, большем 0,015.

Известен подход к установлению ширины загонов В из условия максимальной производительности агрегатов с учетом длины гона, ширины захвата одного корпуса плуга, числа корпусов и минимального радиуса поворота агрегата (Завора В.А., Толокольников В.И., Васильев С.Н. Основы технологии и расчета мобильных процессов растениеводства. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. - С.51…62). По данным Информационно-технического Центра МСХ РФ (Отраслевое консультирование / Механизация, февраль 2010 г.) оптимальная ширина загонов для трактора «Беларусь», установленная из условия обеспечения максимальной производительности агрегатов, составляет: при длине гона 300…400 м - 40…45 м, при 400…500 м - 45…50, 500…700 - 50…60, 700…1000 - 60…70 и 1000…1300 - 70…80 м.

Изобретение иллюстрируется чертежом, поясняющим предложенный способ. На фиг.2 приведен фрагмент поперечного разреза по склону в вертикальной плоскости: 1 - свальные гребни, 2 - разъемные борозды.

Заявляемый способ основной противоэрозионной обработки почв склоновых земель включает вспашку почвы загонами поперек склона с образованием свальных гребней и разъемных прерывистых борозд - борозд с перемычками, задерживающих сток поверхностных вод. При этом вниз по прямому склону, имеющему уклон не меньше 0,015, ширина каждого предыдущего загона больше ширины каждого последующего.

Пример конкретного выполнения способа основной противоэрозионной обработки почв на катене. Заявляемый способ прошел производственную проверку при противоэрозионной вспашке склоновых земель на мелиоративном объекте сухой культуртехники «Игнатове» в Тверской области.

Прежде, чем приступить к вспашке почвы на конкретном склоне, необходимо правильно подготовить поле, выполнив следующие подготовительные операции:

- установить длину склона L и длину гона при вспашке почвы поперек склона;

- уточнить агрегат для вспашки почвы, ширину захвата одного корпуса плуга, число корпусов и минимальный радиус поворота агрегата;

- определить величину В одним из способов, приведенных выше;

- установить гранулометрический состав почвы и значение коэффициента Kn;

- определить уклон склона J и его экспозицию;

- установить значение коэффициента Кэ;

- определить число загонов n по формуле (4);

- определить значения ki по формуле (3) и Bi по формуле (2); при переносе результатов расчета в натуру - разметке ширины загонов величину Bi уточняют, увеличивают или уменьшают, принимая ее такой, чтобы по всей ширине склона укладывалось целое четное число загонов, что позволяет избежать лишних холостых переездов; при этом окончательно ширину загонов Bi принимают кратной ширине захвата агрегата;

- провести провешивание местоположения на склоне по горизонтали поверхности почвы или близкому к ней свальных гребней и разъемных прерывистых борозд.

После подготовки поля проводят вспашку почвы склона поперек загонами шириной Bi, при этом, двигаясь вниз по прямому склону, ширину загонов уменьшают в соответствии с проведенными заранее расчетами и разметкой поля. Ширина каждого последующего загона уменьшается по сравнению с шириной предыдущего загона, что позволяет перераспределить сток поверхностных вод по длине прямого склона, зарегулировав сток талых и дождевых вод. Снижение смыва почвы на нижележащих участках склона, прекращение плоскостной и линейной эрозии почвы обеспечит расширенное воспроизводство плодородия почвы, о чем свидетельствует повышение урожайности сельскохозяйственных культур на склоне в среднем на 12…15%. Кроме этого, уменьшится заиление рек и водоемов.

Главной мерой предупреждения и борьбы с явлением смыва и размыва почвы является уменьшение количества стекающей по склону воды. На это и направлено данное изобретение.

Способ основной противоэрозионной обработки почв на катене, включающий вспашку почвы загонами поперек склона с образованием свальных гребней и разъемных прерывистых борозд - борозд с перемычками, задерживающих сток поверхностных вод, отличающийся тем, что вверх по прямому склону, имеющему уклон не меньше 0,015, ширина каждого предыдущего загона Bi меньше ширины каждого последующего Bi+1, т.е.
Bi-1<Bi<Bi+1,
где
i - номер загона, возрастающий вверх по склону, а ширину i-го загона определяют по формуле
Bi≈В ki,
где
В - ширина загона, устанавливаемая из условия максимальной производительности применяемого агрегата, учитывающей длину гона, ширину захвата одного корпуса плуга, число корпусов и минимальный радиус поворота агрегата;
ki - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения твердых и жидких осадков по склону и его экспозицию, впитывание и сток воды и определяемый по формуле
k i 2,3 K n К э ( е 0,1 i 0,7 е 0,06 i ) [ 1,4 + 24 ( J 0,031 ) ] ln ( 0,025 L ) ,
где
Kn - коэффициент, учитывающий гранулометрический состав почвы и равный для легких почв Kn=1,0, для средних - 0,87 и для тяжелых - 0,7;
Кэ - коэффициент, учитывающий экспозицию склона и местоположение загона на склоне: при норме осадков для ровной поверхности 600 мм/год для верхней и средней частей склона при его ориентации север и юг Кэ=0,86; северо-запад, северо-восток и юго-запад Кэ=0,88; запад Кэ=0,9, юго-восток Кэ=0,91 и восток Кэ=1,0; при этом учтено, что в условиях Нечерноземной зоны нижняя часть склона, как правило, нуждается в осушении;
J - уклон склона, равный или больший 0,015, но не больший 0,05;
L - длина склона, равная или меньшая 400 м;
n - число загонов на склоне (1≤i≤n), определяемое по формуле
n L B K n К э [ 1,4 + 24 ( J 0,031 ) ] .



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает обработку почвы, использование севооборотов яровых колосовых культур, предпосевную подготовку семян и посев весной в сроки посева яровых колосовых культур.

Изобретения относятся к области сельского хозяйства. Способ включает высев на полях комплекса сортов пшеницы, расположенных совместно в регионе.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, экологии и мелиорации. Способ включает внесение в почву почвоудобрительного материала, в качестве которого используют органоминеральный компост, содержащий свиной навоз и навоз крупного рогатого скота, осадки сточных вод и фосфогипс при следующем компонентном соотношении (мас.%): фосфогипс с pH 5,0-5,5 - 10-13, свиной навоз - 11-13, осадки сточных вод - 6-8, навоз крупного рогатого скота - остальное, которые компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45˚C, ежемесячно перемешивая до созревания.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе осенью укрывают почву теплоизоляционным слоем высохшей скошенной травы.
Система содержит весеннее рыхление почвы на глубину 12-15 см, прикатывание, межкустовую обработку, осеннюю пахоту и внесение удобрений один раз в 3 года. Корни отрастающих сорняков за весенне-летний период 2-3 раза подрезают, а их надземную часть прикатывают, создавая уплотненный толстый травяной слой.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает внесение макроудобрений, вспашку с оборотом пласта, ранневесеннее боронование, предпосадочную культивацию, выравнивание рельефа, высадку рассады в слой почвы, вегетационные поливы, междурядные уходы, подкормки, защиту растений и плодов от сельскохозяйственных вредителей и болезней и уборку урожая.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рекультивации техногенных сооружений и закрепления пылящих поверхностей. Техническим результатом является создание почвообразующего слоя за счет нанесения цеолитовых туфов на поверхность хвостохранилища, позволяющего исключить внесение удобрений, усилить развитие корневой системы трав, тем самым повысить эффективность биологической рекультивации хвостохранилища.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к рекультивации. Способ включает посев многолетних трав с внесением минеральных удобрений.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает выращивание зерновых культур и многолетних трав, внесение удобрений и уход за посевами.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает рыхление пахотного и подпахотного слоев почвы ниже плужной подошвы на 0,10-0,18 м, формирование водопоглощающих щелей с заполнением их растительными и корневыми остатками и вносимыми органическими удобрениями.

Изобретения относятся к области сельского хозяйства. Способ включает безотвальную обработку почвы совместно с нарезанием щелей и образованием полостей.

Устройство содержит два ротационных щелереза, расположенных вертикально симметрично вдоль хода движения устройства, механически связанных с общим приводом. Роторный щелерез снабжен кольцевым щелерезом.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и эрозии почв. В способе на склоновых землях выращивают овес, многолетние травы, озимую рожь, картофель.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к эрозии почв. Способ включает отвальную обработку чистых паров для накопления влаги, питательных веществ и борьбы с сорняками, прикатывание осенью после дождей для образования почвенной корки, разрушение корки и предпосевное рыхление почвы под ней в виде полос весной следующего года с образованием борозд для семян во взрыхленной почве, формирование на дне борозды на нетронутой почве уплотненного ложа, высев семян и их заделку взрыхленным слоем почвы.

Устройство включает транспортное средство со смонтированными впереди отвалами по форме клина. Прицепная рама выполнена в виде поперечных балок, связанных со сницей.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к эрозии почв. .

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для нарезки водопоглощающих щелей и внутрипочвенного рыхления. .

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для ротационного фрезерования, рыхления и перемешивания внутренних слоев почвы. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с эрозией почвы на склонах и предотвращению роста оврагов. .

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для обработки почв, подверженных водной эрозии. .

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств. Способ включает посев многолетних трав и заделку выращенной массы в почву. При этом посев с одновременным внесением удобрений производят в каждом третьем междурядье с сохранением растущей массы в течение 3 лет. Посев в соседних междурядьях производят соответственно на второй и третий годы. Вспашку с заделкой выращенной массы в междурядье производят на третий год после посева. Способ позволяет обеспечить эффективную защиту почв от эрозии путем сокращения стока и уменьшения смыва. 3 ил.
Наверх