Способ глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов

Изобретение относится к области сельского хозяйства - комплексной мелиорации агроландшафта и использованию почв при проведении глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов, оценке его экономической эффективности и перспективы внедрения. Способ глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов включает проведение сплошного рыхления их на глубину не менее 0,6 м и повторного сплошного глубокого рыхления, срок проведения которого назначают с учетом почвообразующей породы почвогрунта, представленной в том числе покровными и моренными суглинками. При назначении срока проведения повторного сплошного глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов дополнительно учитывают степень морозной пучинистости почвогрунта, которую устанавливают по классу гранулометрического состава почвогрунта, глубине его промерзания и уровню почвенно-грунтовых вод, отсчитываемому относительно нижней границы промерзания. Срок проведения повторного сплошного глубокого рыхления почвогрунтов, сформировавшихся на покровных и моренных суглинках, назначают в соответствии с таблицей, согласно которой выбор интервала повторения глубокого рыхления почвогрунтов зависит от почвообразующей породы и степени морозной пучинистости почвогрунта. Класс гранулометрического состава почвогрунта определяют полевым нормированным органолептическим методом. Глубину промерзания почвогрунта определяют посредством мерзлотомеров, установленных на участке для наблюдений за глубиной промерзания почвогрунта. Уровень почвенно-грунтовых вод, отсчитываемый относительно нижней границы промерзания, определяют посредством скважин, выполненных на участке для наблюдений за положением уровня почвенно-грунтовых вод. Срок проведения повторного сплошного глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов корректируют с учетом севооборота, под который используют дренируемую площадь, и положения в нем культуры, под которую проводят глубокое рыхление в севообороте. Технический результат заключается в надежном установлении срока последействия глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

1. Область техники

Изобретение относится к области сельского хозяйства - комплексной мелиорации агроландшафта и использованию почв при проведении глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов, оценке его экономической эффективности и перспективы внедрения.

2. Уровень техники

Известны способы глубокого рыхления (на глубину не менее 0,6 м) слабоводопроницаемых дренируемых почвогрунтов и назначения срока повторного его проведения. Так, Всероссийский НИИ сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ВНИИМЗ) рекомендует глубокое рыхление проводить 1 раз в 2…4 года в мелиоративно-паровом поле под озимые культуры, картофель, корнеплоды, яровые с подсевом многолетних трав (Применение агромелиоративных мероприятий на осушенных минеральных землях Нечерноземной зоны РСФСР (технологический регламент) / Госагропром НЗ РСФСР, ВНИИИМЗ, СевНИИГиМ и др. НИИ; коллектив авторов: Ю.И. Митрофанов, И.М. Емельянова и др. - М.: Госагропром - ВНИИМЗ, 1991. - с. 38). Известны и другие предложения (Зайдельман Ф.Р. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов. - М.: КДУ - МГУ, 2009. - С. 325…326; Смирнов A.M., Алексеева Ю.С. Глубокое рыхление тяжелых почв в Ленинградской области. - В сб.: «Осушение тяжелых почв» / Под ред. Б.С. Маслова. - М.: Колос, 1981. - С. 184; Мелиорация и водное хозяйство. Осушение: Справочник / Сост.Е.И. Кормыш; под общ. ред. Б.С. Маслова. - М.: Ассоциация «Экост», 2001. - С. 228…233; А.И. Климко, М.Б. Черняк, Ю.Г. Янко. Справочник мелиоратора / Под научной ред. В.И. Штыкова. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. - С. 119; и др.).

В Справочнике 2001 г. (табл. 13.6), принятом нами за прототип, при назначении срока повторного проведения глубокого рыхления почвогрунта учитывается почвообразующая порода.

Рекомендуемые разными авторами отличающиеся интервалы проведения глубокого рыхления слабоводопроницаемых дренируемых почвогрунтов (от одного раза в 2…4 года до одного раза в 12 лет) не учитывают специфических свойств пучинистых почвогрунтов - степени их морозной пучинистости и изменения их структуры при промерзании и оттаивании, а также колебаний глубины промерзания, выпадающих осадков, вызываемых ими уровней почвенно-грунтовых вод, и степени морозной пучинистости почвогрунтов по годам. Рекомендуемые в прототипе интервалы не учитывают также сельскохозяйственное использование почв, включающее севооборот и культуру, под которую в севообороте проводят глубокое рыхление.

3. Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов путем учета степени их морозной пучинистости и ее колебаний по годам.

Технический результат заключается в надежном установлении срока последействия глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов.

Поставленная задача достигается тем, что способ глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов включает проведение сплошного рыхления их на глубину не менее 0,6 м и повторного сплошного глубокого рыхления, срок проведения которого назначают с учетом почвообразующей породы почвогрунта, представленной в том числе покровными и моренными суглинками. При назначении срока проведения повторного сплошного глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов дополнительно учитывают степень морозной пучинистости почвогрунта, которую устанавливают по классу гранулометрического состава почвогрунта, глубине его промерзания и уровню почвенно-грунтовых вод, отсчитываемому относительно нижней границы промерзания, при этом срок проведения повторного сплошного глубокого рыхления почвогрунтов, сформировавшихся на покровных и моренных суглинках, назначают в соответствии с таблицей.

Класс гранулометрического состава почвогрунта определяют полевым нормированным органолептическим методом. Глубину промерзания почвогрунта определяют посредством мерзлотомеров, установленных на участке для наблюдений за глубиной промерзания почвогрунта. Уровень почвенно-грунтовых вод, отсчитываемый относительно нижней границы промерзания, определяют посредством скважин, выполненных на участке для наблюдений за положением уровня почвенно-грунтовых вод. Срок проведения повторного сплошного глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов корректируют с учетом севооборота, под который используют дренируемую площадь, и положения в нем культуры, под которую проводят глубокое рыхление в севообороте.

4. Осуществление предлагаемого изобретения

Грунт пучинистый - это дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда. Происходящую при этом относительную деформацию характеризуют показателем ε. По ГОСТ 28622-2012 для непучинистых почвогрунтов ε<10, слабопучинистых - 10≤ε<35, среднепучинистых - 35≤ε<70, сильнопучинистых - 70≤ε<100 и чрезмернопучинистых - 100≤ε. Известно также, что по показателю 8 к непучинистым почвогрунтам относят песчаные почвогрунты, содержащие частицы размером менее 0,05 мм менее 2% от общей массы, а, например, покровные суглинки содержат этих частиц от 78 до 98%. По показателю 8 к непучинистым почвогрунтам относят и крупнообломочные почвогрунты, содержащие глинистый заполнитель, частицы размером менее 0,01 мм, менее 10% от общей массы, а моренные суглинки содержат этих частиц от 20 до 50%.

Известно также, что при расположении уровня почвенно-грунтовых (УПГВ) ближе 0,5 м от нижней границы глубины промерзания почвогрунта супесчаный почвогрунт относят к сильнопучинистым, при положении УПГВ в интервале от 0,5 до 1,0 м - к среднепучинистым, а при УПГВ от 1,0 до 1,5 м - к слабопучинистым. Суглинки относят к сильнопучинистым при УПГВ ближе 1,0 м от нижней границы глубины промерзрния почвогрунта, к среднепучинистым - если УПГВ в интервале от 1,0 до 1,5 м, к слабоггучинистым - при УПГВ в интервале от 1,5 до 2,5 м.

Морозным пучением называют увеличение объема почвогрунта (происходит это как по вертикали, так и по горизонтали) при его промерзании в результате перехода воды в лед и миграции влаги к фронту промерзания. Изменение объема почвогрунта обнаруживается в природных условиях в поднятии его в процессе промерзания и опускания при оттаивании с разжижением почвогрунта. В результате этих объемных изменений происходят объемные деформации, увеличивающиеся при повышении степени морозной пучинистости почвогрунта, что приводит к сокращению срока последействия глубокого рыхления почвогрунта. Необходимо также отметить, что и морозобойные трещины, образующиеся при промерзании пучинистого почвогрунта, практически полностью заполняются разжиженным затекшим при оттаивании почвогрунтом. Приведенное выше недопустимо не учитывать при проведении глубокого рыхления почвогрунтов.

В зависимости от гранулометрического состава, глубины промерзания, уровня почвенно-грунтовых вод и высоты поднятия капиллярной каймы почвогрунты, склонные к деформациям при промерзании, имеют разную степень морозной пучинистости. Пучинистые почвогрунты хорошо связывают воду: чем ближе вода к поверхности, тем больше пучение почвогрунта. Учитывая глубину промерзания и уровень почвенно-грунтовых вод в зимний период, все осушаемые слабоводопроницаемые почвогрунты относят к пучинистым (см. табл.).

Степень морозной пучинистости почвогрунта зависит также от принятых параметров дренажа: повышается со снижением интенсивности его осушения, которая в зимний период зависит от глубины как регулирующей, так и проводящей осушительной сети. Повышение же степени морозной пучинистости почвогрунта и увеличение глубины его промерзания приводят к снижению срока последействия глубокого рыхления почвогрунта и снижению срока необходимости его повторного рыхления, к снижению его эффективности.

В предлагаемом изобретении учтена точность установления на практике показателей, влияющих на срок установления последействия глубокого рыхления почвогрунтов.

Гидромелиоративные мероприятия, рекомендуемые против морозного пучения почвогрунтов и направляемые на повышение срока последействия их глубокого рыхления, сводятся к понижению уровня почвенно-грунтовых вод и влагосодержания в почвогрунтах в течение сезонно-мерзлого слоя, т.е. к повышению интенсивности осушения рассматриваемых почвогрунтов.

Изобретение промышленно применимо. Заявленный способ включает следующие операции:

- проведение первого глубокого сплошного рыхления почвогрунта;

- определение на объекте рыхления класса почвогрунта органолептическим методом;

- установление на участке мерзлотомеров для наблюдений за глубиной промерзания почвогрунта;

- установление на участке скважин для наблюдений за положением уровня почвенно-грунтовых вод;

- проведение систематических наблюдений за глубиной промерзания почвогрунта и уровнем почвенно-грунтовых вод;

- обработку и систематизацию данных наблюдений, в т.ч. установление положения уровня почвенно-грунтовых вод относительно нижней границы промерзания почвогрунта;

- установление по классу почвогрунта и уровню почвенно-грунтовых вод относительно нижней границы промерзания почвогрунта степени его морозной пучинистости;

- установление с учетом почвообразующей породы и степени морозной пучинистости интервала повторного рыхления почвогрунта;

- установление севооборота, под который используется объект рыхления почвогрунта, и культуры в севообороте, под которую рыхлят почвогрунт, и корректировка установленного выше интервала;

- проведение в установленный срок повторного рыхления почвогрунта;

- постоянный контроль качества выполняемых работ.

В основу данного предложения положен накопленный опыт глубокого рыхления пылеватых покровных на ленточных глинах глеевых суглинков озерно-ледниковых равнин Карелии, покровных пылеватых глееватых и глеевых тяжелых супесей и суглинков Ржевско-Старицкого Поволжья и восточных районов Тверской области, а также глееватых и глеевых супесей и суглинков на морене Нижневалдайского оледенения.

Так, например, сплошное глубокое рыхление дренируемых слабоводопроницаемых почвогрунтов, сформировавшихся на морене, проведено на объекте «Поджариха» в Тверской области. При этом органолептическим методом было установлено, что почвогрунт относится к суглинистому. Объект рыхления почвогрунта был оборудован пьезометрами для наблюдений за глубиной промерзания почвогрунта и скважинами для замера уровня почвенно-грунтовых вод. В течение 3-х зимних периодов проводились наблюдения. Обработка полученных данных позволила установить, что средняя за 3 зимних периода глубина УПГВ относительно нижней границы промерзания составила 0,7 м. Разрыхляемый суглинистый на морене почвогрунт относится к сильнопучинистому, повторное рыхление необходимо через 3 года. Участок использовался в зернотравяном севообороте, повторное сплошное глубокое рыхление почвогрунта проведено через 3 года под яровые зерновые с подсевом трав. При этом к моменту проведения повторного рыхления плотность сложения почвогрунта вернулась к исходной, что подтверждает надежное установление срока последействия глубокого рыхления почвогрунта предложенным способом.

5. Технический результат

Предложенный способ глубокого рыхления пучинистых почвогрунтов обеспечивает ожидаемый технический результат.

1. Способ глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов, включающий проведение сплошного рыхления их на глубину не менее 0,6 м и повторного сплошного глубокого рыхления, срок проведения которого назначают с учетом почвообразующей породы почвогрунта, представленной в том числе покровными и моренными суглинками, отличающийся тем, что при назначении срока проведения повторного сплошного глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов дополнительно учитывают степень морозной пучинистости почвогрунта, которую устанавливают по классу гранулометрического состава почвогрунта, глубине его промерзания и уровню почвенно-грунтовых вод, отсчитываемому относительно нижней границы промерзания, при этом срок проведения повторного сплошного глубокого рыхления почвогрунтов, сформировавшихся на покровных и моренных суглинках, назначают в соответствии с таблицей:

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что класс гранулометрического состава почвогрунта определяют полевым нормированным органолептическим методом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубину промерзания почвогрунта определяют посредством мерзлотомеров, установленных на участке для наблюдений за глубиной промерзания почвогрунта.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что уровень почвенно-грунтовых вод, отсчитываемый относительно нижней границы промерзания, определяют посредством скважин, выполненных на участке для наблюдений за положением уровня почвенно-грунтовых вод.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что срок проведения повторного сплошного глубокого рыхления слабоводопроницаемых почвогрунтов корректируют с учетом севооборота, под который используют дренируемую площадь и положения в нем культуры, под которую проводят глубокое рыхление в севообороте.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и гидромелиорации и может быть использовано для осушения взлетно-посадочных полос аэродромов, автомобильных дорог и железнодорожных дорог.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к комплексной мелиорации агроландшафтов, и может быть применено при осушении почв Нечерноземной зоны, в т.ч.

Дренажная система на вечномерзлых грунтах относится к области строительства земляных сооружений в сложных природно-климатических и инженерно-геологических условиях и предназначена для выпуска поверхностных и грунтовых вод преимущественно на вечномерзлых грунтах и в районах глубокого сезонного протаивания.

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к комплексной мелиорации земель в условиях осушительно-увлажнительных поливов животноводческими стоками, и может быть использовано для отвода поверхностных вод с замкнутых поверхностей бессточных понижений для повышения устойчивости откосов каналов с территории поливного земледелия и сбора возвратных вод с целью их последующего накопления в дренажных прудах.

Изобретение относится к водоснабжению из подземных источников и касается, в частности, сооружений для забора подземных родниковых вод, используемых в питьевых целях, и регенерации фильтрующего элемента в системе забора воды.

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта и может быть применено к созданию регулирования водного режима почв на основе ресурсосберегающих технологий.

Изобретение относится к водоснабжению из подземных источников и касается, в частности, сооружений для забора воды подземных родниковых вод, используемых в питьевых целях, и регенерации фильтрующего элемента в системе забора воды.

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта территорий, прилегающих к водоему у пойменных участков, подвергающихся длительным затоплениям. Способ осушения прилегающих к водоприемнику территорий с пойменным участком заключается в определении границы периодического длительного затопления и контура площади 1.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Колодец содержит снабженный крышкой (2) цилиндрический корпус (1) с входящим (3) и выходящим (4) из него коллекторами.

Изобретение относится к дренажным устройствам и может быть использовано для защиты низконапорных земляных плотин и дамб обвалования от возможных фильтрационных деформаций грунтов тела и оснований сооружений.
Изобретение относится к биотехнологии защиты окружающей среды в сфере деятельности нефтедобывающей промышленности. И направлено на сокращение периода восстановления почв, загрязненных пластовыми минерализованными водами, поступающими и разливающимися на поверхность Земли во время добычи жидких углеводородов, путем выращивания галофитов вида Aster tripolium.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Многофункциональный плуг с поворотным брусом содержит раму, которая выполнена из шарнирно соединенных между собой двух секций - подвижной с закрепленными на ней плужными корпусами и неподвижной с дугообразной направляющей, и механизм поворота.
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к способу обработки почвы. Способ обработки почвы выполняется путем одновременного с обработкой пахотного горизонта на глубину 12-35 см с оборотом правого по ходу корпуса плуга пласта почвы подрезания и безотвального рыхления левого относительно корпуса плуга пласта почвы шириной, меньшей ширины захвата правого пласта.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает осеннюю вспашку и весеннее предпосевное (предпосадочное) фрезерование.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в адаптивном обустройстве аридных территорий при создании пастбищных агроценозов на открытых песках.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение при защите склоновых земель от водной эрозии. Способ включает выполнение поперек склона параллельных земляных валиков, покрытых полимером.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к послепосевному прикатыванию почвы озимых культур. Способ включает выравнивание и уплотнение почвы в верхнем горизонте с одновременным формированием волнового рельефа почвы, при котором высота гребней не превышает глубину заделки семян озимых культур.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам и устройствам для обработки почвы. Способ включает рыхление почвы с нарезкой прерывистых по ходу борозд с перемычками по их длине.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает обработку почвы под зерновые, зернобобовые культуры и черный пар на глубину 20-22 см, а под пропашные культуры - отвальную вспашку на глубину 25-30 см.

Способ может быть использован в сельскохозяйственной промышленности для обработки почвы в междурядьях сада. После операции рыхления осуществляют сдвиг части взрыхленной почвы от краев в среднюю часть междурядья.

Изобретение относится к области сельского хозяйства - комплексной мелиорации агроландшафта, и может быть применено как при осушении почв закрытым дренажем, так и при эксплуатации дренажных систем, построенных из пластиковых материалов, а также к областям канализации и водоснабжения. Смотровой дренажный пластиковый колодец для пучинистых почвогрунтов содержит днище 1 из жесткой пластиковой трубы с наружной боковой гофрированной поверхностью, соединенную с ним шахту 2, включающую также жесткую пластиковую трубу с наружной боковой гофрированной поверхностью, крышку-люк 9 и присоединенные к нему входящие 6 и выходящую 7 соединительные трубы закрытых коллекторов. С целью снижения воздействия касательных сил морозного пучения почвогрунта на устойчивость колодца, надежность, срок его службы и долговечность шахта 2 дополнительно снабжена жесткой пластиковой трубой 3 с гладкой наружной боковой поверхностью того же диаметра, установленной над пластиковой трубой 2 с наружной боковой гофрированной поверхностью соосно с ней в зоне 5 расчетной глубины промерзания почвогрунта, соответствующей р-процентной вероятности превышения в месте установки колодца, и жестко соединенной с ней посредством, например, сварки. При этом днище 1 соединено с шахтой 2 посредством жесткого соединения 4, например сваркой. Технический результат заключается в повышении срока службы смотрового дренажного пластикового колодца, а именно не ниже нормативного срока службы в целом дренажной системы из пластиковых материалов, снижении затрат на его эксплуатацию, а также в повышении надежности и эффективности действия и закрытого дренажа. 1 ил.
Наверх