автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ КОРЕННОГО УЛУЧШЕНИЯ СОЛОНЦОВЫХ СЕНОКОСОВ И ПАСТБИЩ БАРАБИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ВСЕСОЮЗНОЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ИМЕНИ В. И. ЛЕНИНА НОВОСИБИРСКИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КУЛЕБАКИН Петр Григорьевич

Научные основы технологии и средств механизации коренного улучшения солонцовых сенокосов и пастбищ Барабинской низменности

Специальность 05.20.fll — механизация сельскохозяйственного проиаводетва

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Новосибирск, 1975

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ВСЕСОЮЗНОЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ' ИМЕНИ В. И. ЛЕНИНА НОВОСИБИРСКИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи КУЛЕБАКИН Петр Григорьевич

Научные основы технологии и средств механизации коренного улучшения солонцовых сенокосов и пастбищ Барабинской низменности

Специальность 05.20.0t — механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Новосибирск, 1976

[Ьупая Библиотека I « я. Ссльюз. |

Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском * институте'механизации "и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ) Сибирского отделения Всесоюзной ордена Ленина Академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина.

*'-Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РСФСР Градобоев Н, Д.,

доктор технических наук. Федосеев П. Н., доктор биологических наук Панфилов В. П.

Ведущее предприятие; ГСКБ по машинам для улучшения лугов и пастбищ при заводе «Сибсельмаш»,

Автореферат разослан * /У » 1975 г.

Защита диссертации состоится « /2 » . 1975 г.

в 14 час. 30 мин. на заседании Совета по присуждению ученых степеней Новосибирского сельскохозяйственного института. Адрес: 630039, г, Новосибирск, 39, ул. Добролюбова, 160, ауд. 327.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. ■ *

Ученый секретарь Совета, доцент А. П. Киселев.

В Директивах XXIV съезда КПСС записано: «...Считать важнейшей задачей быстрейшее создание ■ прочной кормовой базы животноводства. Добиться значительного увеличения производства cena, силоса, травяной муки, корнеплодов для полного обеспечения потребности в них общественного животноводства. Создать высокопродуктивные луга и пастбища. Осуществить меры по повышению продуктивности кормовых угодий».

В деле создания прочной кормовой базы животноводства Западной Сибири большое производственное значение имеют массивы природных кормовых угодий, расположенных на солонцах н солонцовых почвах.

Актуальность проблемы. В Западной Сибири площадь солонцовых почв составляет 10,8 млн. гектаров. В Новосибирской области солонцы широко распространены в пределах Барабннской низменности (Борабы) и Кул у и дине кой степи (Кулунды) и занимают около 2,4 млн. гектаров.

Из всей площади солонцов н солонцовых почв в Новосибирской области около 400 тыс. гектаров находится под пашней, а остальные либо используются в качестве кормовых угодий (сенокосы и пастбища) с низкими урожаями трав (2—5 центнеров сена с гектара), либо совсем не используются.

В период освоения целинных земель плодородные черноземные земли Барабы в основном были распаханы, что привело к сокращению площадей естественных сенокосных и пастбищных угодий. Поэтому, в связи с решением задачи интенсивного развития животноводства, весьма актуальной стала проблема повышения плодородия солонцовых земель для использования их под улучшенные сенокосные и пастбищныс угодил.

Цель исследования. Для разработки научно-обоснованной технологии и системы машин обработки солонцовых почз Барабы с целью использования их под высокопродуктивные кормовые угодия под руководством автора а 1956—1960 гг. отделом механизации сельского хозяйства Биологического института СО АН СССР, а затем в 1966—1973 гг. лабораторией

механизации почвообрэботки Сибирского иаучно-нсследова-тельского института механизации и электрификации сельского хозяйства (СибиМЭ) систематически велись соответствующие научно-исследовательские работы.

Весь комплекс мероприятий по производительному освоению солонцов Барабы под улучшенные сенокосы и пастбища, включая обработку почв, посев трав и др., требовал научного обоснования, что и составляло цель нашего исследования.

Объекты исследования. Кроме многолетних теоретических изысканий, длительные экспериментальные исследования проводились на трех, стационарах: в Северо-Татарском совхозе Татарского района, Каргатском совхозе Каргатского района и Блюдчанском совхозе Чановского района Новосибирской области. * -

Опытные участки совхозов являлись типичными для районов Барабы как по почвенным разностям, так и по растительному покрову, и представляли собой сложный комплекс различных солонцов, начиная с глубокостолбчатых и кончая кор-косыми, переходящими в солончаки.

Научная новизна работы заключается в научном обосновании и разработке принципов рациональной технологии обработки солонцов Барабы на основе исследованных технологических свойств солонцов, использования высокого потенциального плодородия солонцов Барабы н улучшения водно-физических свойств солонцов путем применения агротехнических приемов их окультуривания, в разработке новых методических приемов исследования, в обосновании рабочих органов и системы машин для обработки солонцов Барабы и в разработке технологических приемов зал ужения солонцов многолетними травами. ' ,

Практическая значимость работы состоит в том, что на основании разработанных рекомендаций по технологии коренного улучшения солонцовых сенокосов и пастбищ в ближайшее время можно создать прочную кормовую базу для животноводства важнейшей в Западной Сибири Барабинской зоны.

Реализация работы. Разработанная технология коренного улучшения солонцовых сенокосов и пастбищ Барабы проверена в производственных условиях в Блюдчанском совхозе Новосибирской области па площади более 4,5 тыс. га и широко внедрена в различных, ыикрозонах Барабы на площади более Ютыога,

Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, рекомендаций производству, списка литературы (407

наименований) и приложений (таблицы, рисунки и др. — 80 шт,). Диссертация изложена на 297 страницах, иллюстрируется 69 рисункам», содержат 52 таблицы,

V' ^

I. Состояние вопроса, задачи исследования *

Солонцы являются одним из самых распространенных типов почв Барабы, которые встречаются в виде отдельных массивов и сложных комплексов с другими типами почв.

Солонцы Барабы. отличаются целым рядом особенностей. Они имеют преимущественно содовое засоление, высокую щелочность., повышенную гидроморфность, высокую задерно-ваниость, значительную гумуенроваиность, большое коли-, чество поглощенного натрия, слабо выраженные карбонатные и гипсоносные горизонты, тяжелый механический состав, четко выраженную столбчатую структуру солонцового горизонта.

Солонцы Барабы обладают очень плохими водно-физиче-скимн свойствами. Основным фактором, ограничивающим плодородие солонцовых почв, является недостаток влаги в течение вегетационного периода.

Наряду с отрицательными физическими п ^химическими свойствами солонцы Барабы имеют положительные качества. К ним относятся — наличие надсолонцового гумусового горизонта той или иной мощности, значительная гумусирован-ность солонцового горизонта многих солонцов Барабы, что дает широкие возможности использования их природных' богатств путем систематического улучшения их физических и химических свойств, создания более благоприятных условии для развития растйпгй.

Существует несколько приемов мелиорации солонцов, основными из которых являются агротехнический н химический.

Агротехнический способ мелиорации солонцов заключается в механической обработке солонцов с последующим посевом , на них сельскохозяйственных культур. Известно несколько -способов механической обработки солонцов: трехъярусная, двухъярусная, плантажная, безотвальная вспашки, глубокая и мелкая отвальные вспашки с почвоуглублением и без него, поверхностная обработка (дискованне, фрезерование), отваль^ но-фрезерная обработка и др. Из химических способов мелиорации солонцов наиболее'широкое применение имеет гипсование, .теоретические основы которого разработаны академиком К. К. Гедройцем, Кроме гипса, для химической мелиорации солонцов используются хлористый кальций, серная и азотная кислоты, мел, железный купорос, сернокислое железо и др.

Наряду с агротехническим н химическим способами применяются и другие способы мелиорации солонцов: землевание, «дегозаш», оструктурпвапис полимерами, электро мел по рация и др.

Известные способы .мелиорации' солонцов (гипсован не, кнелование, железноваиие, землевание и Др.) требуют больших-дополнительных "затрат,- связанных с добычей, транспортировкой и внесенном в солонцы мелиорирующего материала.

Рекомендации но механизации обработки на солонцах Барабы, имеющих свои отличительные особенности, к началу наших 'исследовании не были проверены. Обычные же приемы обработки почвы, применяемые в Барабе (отвальная вспашка на глубину 20—22 см),' надолго выводят нз строя солонцовые земли,

■ " Если физические, водные н химические свойства солонцоз Барабы в известной мере изучены, то их физнко-мехаппческне и технологические свойства, знание которых необходимо для обоснования технологии обработки солонцов, конструирования почвообрабатывающих машин и проведения качественной обработки почвы, были изучены слабо,

В условиях Барабы не был изучен технологический процесс обработки генетических горизонтов солонцов п не проводились, исследования по' обоснованию параметров рабочих органов и режимов работы манпш для обработки солонцов.

Исходя нз вышесказанного, в нашем исследовании были поставлены следующие задачи:

1. Изучение фнзкко-механнчсскнх и технологических свойств солонцов Барабы; -

2. Проведение сравнительного ? исследования различных способов механической обработки 'солонцов н выявление их! рациональных элементов,' наиболее 'эффективных для целей .использования солонцов под высокопроизводительные сенокосы и пастбища;

3. Научное обоснованпеТсхнологни послойной обработки-солонцовых почв Барабы; ^ " '

4. Обоснование параметров рабочих органов н режимов работы машин для послойной обработки солонцов;. .

5. Разработкатехнологнческнх приемов за лужения солон-цов-Барабы многолетними травами. Производственная-про-_ вёрка-рекомендаций по' коренному улучшению" солонцовых сенокосов и пастбищ Барабы; ¿-Ч:*т ■ „ :<■ ' ? -

6.- Выявление экономической "зффек'тпзпостп . коренного улучшения сенокосов и пастбищ.на .солонцах Барабы,

II. Физико-механические и технологические свойства солонцов Барабы

Наши исследования физико-механических и технологических свойств солонцов Барабы показали следующее:

1. Солонцы Барабы относятся к почвам с тяжелым механическим составом. Плотность и твердость солонцов увеличиваются от надсолоНцового горизонта А к нижележащим горизонтам: солонцовому В1 н подсолонцовому Вг.

Плотность всех генетических горизонтов солонцов с увеличением влажности почвы уменьшается по закону прямой, причем плотность горизонта В1 уменьшается наиболее- интенсивно.

Твердость горизонтов В1 и Вг почти в два раза превышает нормальную твердость почвы для вспашки;- Выявлено, что с увеличением влажности почвы твердость всех генетически* горизонтов уменьшается по зависимости вида у = ах-я.

2. Коэффициент трения солонцовой почвы по стали во всех генетических горизонтах с увеличением влажности почвы изменяется по уравнению параболы второй степени у=а—Ьх+сх2. Минимальное значение этого коэффициента составляет для горизонта А —0,53 при 13,7% его абсолютной влажности, для горизонта В*— 0,62 при 17,1% влажности ч для горизонта В2 —0,65 лри 9,4% влажности.

3. Коэффициент внутреннего трения почвы по почве во всех генетических горизонтах солонцов с увеличением влажности ночвы уменьшается: в горизонтах А и В2 — по закону прямой, а в горизонте В1 — по кривой вида у^аЬ* . Наибольшее значение коэффициента трения почвы по почве характерно для горизонта В1.

4. Липкость горизонта В1 при повышении влажности почве,I значительно возрастает и лри абсолютной влажности 30—40% . в 10—20 раз превышает липкость черноземных почв'.- Значительное влияние на липкость солонцов оказывает нх структури.

5. Начало полевых работ при освоении' солонцов ■ зависит от влажности солонцового горизонта'Вь Обработка солонцов возможна в диапазоне абсолютной влажности горизонта В1 18—30%. Оптимальная влажность горизонта Вд около 21%.

Максимальную влажность солонцового горизонта, прп'ко-торой следует начинать обработку солонцов,' можно определить по пределам пластнчпостн почвы. Установлено, что эта влажность совпадает, с нижним пределом пластичности.

6. Водно-физнческие свойства надсолонцового горизонта солонцов вполне удовлетворительны. В солонцовом., и'-ниже-

лежащих горизонтах эти свойства; резко ухудшаются: увеличивается плотность, понижаются порозность, полевая влаго-емкость, воздухосодержание, водопроницаемость, диапазон активной влаги. Ухудшение водно-физических свойств солонцов идет в направлении от горизонта В»'к нижележащим' горизонтам. -

7. Исследованиями технологических свойств солонцов установлено, что разрушающие, напряжения -генетических горизонтов от деформаций сжатия, разрыва, сдвига и резания зависят от влажности почвы (рис. 1, 2 и 3).'

Напряжения сжатия в горизонтах А и Вг с увеличением влажности почвы сначала увеличиваются (до влажности ■ почвы 15—18%), а затем уменьшаются по зависимости вида

у = 'а_ьх-{-схг ' ® горизонте В, напряжение сжатия с увеличением влажности почвы уменьшается по зависимости : вида у=аЬ* . Напряжение сжатия имеет наименьшее значение в горизонте Вг. В горизонте В* при влажности почвы 10% напряжение сжатия почти в 15 раз больше напряжения сжатия в горизонте Ва, а при влажности 25—30% напряжения сжатия в горизонтах В1 и Вг одинаковы.

8. Изменения напряжений от-деформании разрыва при из-, менении влажности-почвы для каждого генетического горизонта солонцов имеют свой характер. Напряжение разрыва в горизонте А изменяется по зависимости вида у=аЬ" , в горн-

зонте В1 — по зависимости вида У — в горнзон-

те В2 — по закону прямой; - ■•.■■■

Напряжение разрыва имеет наименьшее значение в горизонте' Вг- Наибольшее значение "напряжение разрыва имеет в вертикальной плоскости в горизонте В1, а в горизонтальной —. в'горизонте А. Максимальное значение напряжения разрыва горизонта" В1 в вертикальной плоскости превышает таковое в го риз октальной* плоскости в 5—6 раз. „' 9. Напряжение сдвига (касательное напряжение) с увеличением влажности почвы во всех генетических горизонтах уменьшается: в.горизонтах и В1 — по зависимости вида у=аЬх , в горизонте Ва —-по закону прямой. Наибольшее напряжение сдвига имеет горизонт В1, наименьшее — горизонт Вг. ' . .--V

10. Напряжение солонцовой почвы срезу с увеличением ее влажности в горизонтах А.и Вг уменьшается по закону пря-

Рис. 1. Разрушающие напряжения в горизонте А солонцовых почв Барабы в зависимости от влажности почвы.

Рис. 2. Разрушающие напряжения в горизонте В[ солонцовых почв Барабы - - & зависимости от влажности почзы.

^ ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ

&4. 0.3.

02 0.1

г6 0.4 0.3 0.2 0.Н

\ . / ^ <

0 хч

м_

8 12 ^ 16 £0 24 28 4% ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ ,

. V* *

.

/' \

а 4 а

—о х-0" -

* •'-■Д

8 \г 16 го 23^ %

— РЕЗАНИЕ — РАЗРЫВ---СЖАТИЕ---СДВИГ,

Рис. 3. Разрушающие напряжения в горизонте В2 солонцовых почв Барабы ' в зависимости от влажности почвы,

мой, а в горизонте В| — сначала увеличивается, я затем уменьшается по зависимости вида у =-—г*" а—Ьх+схг

Наименьшее напряжение среза имеет горизонт Вг, наибольшее — горизонт Вь Напряжение среза горизонта В( при влажности почвы 18—21% больше напряжения -среза горизонта Л в 10—15 раз, а горизонта В2 — в 20—25 раз.

Ш. Сравнительное исследование различных способов . механической обработки солонцов Барабы и выявление их рациональных элементов

Исследование механической обработки солонцовых лочз Барабы проводилось по следующим из существовавших ранее технологическим вариантам:

а) трехъярусная вспашка плугом ПТ-2-30; .

б) плантажная вспашка плугом ПП-50;

в) обычная отвальная вспашка на различную глубину;

г) отвальная вспашка с почвоуглублением плугом П-5-35П;

д) безотвальная вспашка плугом Т. С. Мальцева;

е) рыхление глубокорыхлителем ГР-2,7 и рыхлящими лапами конструкции А. Д. Далина;

ж) поверхностная обработка фрезами и тяжелыми дисковыми боронами.

Исследование показало, что из существующих почвообрабатывающих машин и орудий одни совсем непригодны для обработки сложного солонцового комплекса Барабы, а другие дают незначительный эффект и могут применяться лишь временно, так как имеют существенные недостатки.

Применение трехъярусного плуга ПТ-2-30, предназначенного для вспашки средних в глубоких солонцов нейтрального засоления, в условиях сложного солонцового комплекса Барабы содового засоления (с большим количеством мелких и корковых солонцов) не дает устойчивого положительного результата, так как на мелких и корковых солонцах на поверхность выворачивается солонцовый горизонт.

Даже при обработке средних солонцов трехъярусный плуг не обеспечивает осуществление идеи, заложенной в его конструкцию, согласно которой верхний надсолонцовый горизонт должен оборачиваться и оставаться на месте, а солонцовый и подсолонцовый горизонты меняться местами с одновременным перемешиванием без выноса их на поверхность.

На средних солонцах при трехъярусной вспашке на глубину 35 см в слое 0—10 см остается только 33,3% надсолонцово-

12 ' "V "

го горизонта, в слое 0—20 см — 70%. Остальная же масса этого горизонта заделывается на большую глубину.

Плуг ПТ-2-30 не осуществляет перемещение подсол он цо-вого горизонта в средину между горизонтами А и В1.. , • •

Из-за небольшой ширины захвата плуга ПТ-2-30 (60 см) трехъярусная вспашка оказывается малопроизводительной. При глубине вспашки 35 см производительность агрегата составляет всего 0,26 га/ч (удельное . сопротивление г--1,4 кГ/см«)-.

Данные по урожайности трав после трехъярусной вспашки солонцов показывают ее невысокую эффективность.

Плантажная вспашка на солонцах Барабы не даст заметного мелиоративного эффекта, так как в условиях щелочной реакции почвенного раствора и жесткого водного режима карбонаты кальция растворяются слабо.

Плантажная вспашка солонцов плугом ПП-50 на глубину 50 см в первый год значительно снижает эффективное плодородие почвы, так как плодородный горизонт А заделывается на большую глубину. Перепашка того же участка на ту же глубину плугом ПП-50 несколько улучшает состояние пахотного слоя. Однако, количество гумусового горизонта А ■ в верхнем слое (0—20 см) после перепашки незначительно, всего 27% от общего объема горизонта.

Вследствие значительного снижения эффективного плодородия верхнего слоя солонцов после плантажной " вспашки в первый год после такой вспашкп травы всходов не дали,

Плантажный плуг, также как н трехъярусный, имеет малую ширину захвата, что отрицательно сказывается на производительности агрегата (0,2 га/ч).

Обычная отвальная вспашка солонцов Барабы на глубину 20—22 см значительно ухудшает физические свойства почвы, так как на поверхность выворачивается солонцовый горизонт; а наиболее плодородный надсолонцовый горизонт заделывается под ним. Если при обработке средних солонцов в слое 0—10 см остается 14,2% горизонта А, то при обработке мелких солонцов в слое 0—10 см горизонта А остается только 4,2%. Урожай трав по обычной отвальной вспашке солонцон ниже, чем на любых других вариантах их обработки. , .

Отрицательные результаты дает и отвальная вспашка средних и мелких солонцов на глубину надсолонцового горизонта, так как водно-физические . свойства солонцового горизонта остаются без изменений. Глубокая отвальная вспашка солонцов также не дает положительных результатов.

Применение плуга с почвоуглубителями П-5-35П на солонцах Б арабы также дает ' неудовлетворительные результаты, так как рыхление солонцового горизонта, почвоуглубителями осуществляется слабо, а на мелких и корковых солонцах на поверхность выворачивается значительная часть солонцового горизонта отвалами плуга.

■ Рыхление солонцов глубокорыхл ¡отелем ГР-2,7 и рыхлящими лапами конструкции А. Д. Далина достаточно эффективных положительных результатов на солонцовых комплексах Барабы не дало. . • ■ "

Орудия поверхностной обработки солонцов — болотные фрезы и тяжелые ■ дисковые бороны — без последующего рыхления нижних горизонтов при обработке глубоких передних солонцов Барабы не изменяют их отрицательных водно-физических свойств, так как солонцовый горизонт остается на месте не затронутым обработкой. Только на. комплексе . мелких и корковых солонцов Барабы фрезерование и дискование положительно влияют на физические свойства солонцов, измельчая и перемешивая часть солонцового и цадсол он новый горизонты..Данные' по урожайности трав показывают, что одно фрезерование или дискование в значительной степени уступает безотвальной вспашке и рыхлению с предварительной поверхностной обработкой.

Исследования показали, что из общеизвестных способоз обработки солонцов лучшие результаты на солонцах Барабы дает безотвальная вспашка плугом Т. С. Мальцева на глубину 30—35 см с предварительным дискованием дерппны тяжелой дисковой бороной. При такой обработке в: верхнем слое О—10 см остается 50%; а в слое 0—20 см — 80% наиболее плодородного горизонта А. Солонцовые" горизонты (столбчатый и ореховатый) хорошо рыхлятся и в значительной мере разбавляются надсолонцовьш горизонтом.

Урожай трав при безотвальной вспашке во все годы исследований был выше, а себестоимость сена ниже, чем при других существующих способах обработки ■ солонцов Барабы.

Несмотря на хорошие-результаты по агротехническим показателям, вариант «дискование + безотвальная вспашка» имеет ряд недостатков/Эти недостатки заключаются в том, что на поверхность пашни перемещается часть столбов из солонцового горизонта стойками корпусов плуга, имеющими значительную толщину (60 мм). После двух-трехкратного дискования на поверхности остается около 20% нсзаделанной дернины, .что может привести к .ее отрастанию в условиях достаточного увлажнения, м

IV. Теоретические основы технологии послойной обработки солонцовых почв Барабы'

Солонцы Барабы имеют высокое потенциальное плодородие, определяемое достаточно высоким содержанием в них питательных веществ. В горизонте А содержится 9—10% гумуса. Но нз-за плохих водно-физических и химических свойств солонцы в естественном состоянии малопродуктивны, так как не обеспечивают растения необходимыми ..условиями их жизнедеятельности; водой и воздухом. Кроме того, наличие в солонцах воднорастворимых солей отрицательно влияет на развитие растений.

Для повышения эффективного плодородия солонцов в Ба-рабе большое значение имеет агротехническое (механическая обработка) окультуривание их.

Механическая обработка солонцов Барабы прежде всего должна служить основой для эффективного использования потенциального их плодородия. К. Маркс писал: «...отчасти — от земледельческой механики зависит, в какой степени на земельных участках одинакового естественного плодородия последнее может быть действительно использовано».

Механическая обработка солонцов должна сводить к минимуму отрицательные их свойства, сохранять и улучшать положительные свойства. В результате обработки должны улучшаться физические свойства солонцов и их водный, воздушный, пищевой и солевой режимы,

. Главное богатство солонцов Барабы для сельскохозяйственного производства — их верхний сил ыгоз а дернованный, силыюгумусированный надсолонцовый горизонт. Этот горизонт должен быть тщательно измельчен и оставлен па месте, так как нменно в нем развивается основная масса корневой системы растений. Естественная растительность иа солонцах Барабы при механической обработке должна измельчаться и смешиваться с надсолонцовым горизонтом, так как оставление хотя бы части ее на поверхности после обработки почвы приведет к низкому качеству сева культурных трав и к распространению сорняков в посеве. Измельченная и смешанная с надсолонцовым горизонтом естественная растительность увеличит содержание органических веществ в этом горизонте.

Солонцовый горизонт, обладая плохими физическими, химическими, водными и воздушными свойствами, не должен при обработке оставаться нетронутым, но он не должен перемещаться на поверхность поля, так как присутствие его в горизонте А резко ухудшает условия жизнедеятельности расте-

ний. Если-солонцовый горизонт вообще- не обрабатывать;* а ограничиваться только обработкой надсолонцового.горизонта, то отрицательные свойства "солонцового горизонта остаются без изменений, корневая система растений может не проникнуть в плотную почву, в этом горизонте не создастся запас влаги, необходимый :Для нормального развития: растений.

Отсюда следует/что солонцовый горизонт, необходимо об: работать с целью разрушения его слитностн, то есть разрыхлить с целью улучшения водно-физических свойств.почвы, но без выноса его*поверхность.. _

Слитность, солонцового горизонта обусловлена.его., специфическим строением. Этот горизонт в'Барабе состоит в основном из столбов, которые в сухом состоянии.;,имеют высокую твердость ; и не пропускают. , корневую систему растений вглубь. Во влажном состоянии эти столбы сплываются в однородную массу,* насыщенную коллоидами,/которая, является непроницаемой дляпводы и воздуха, ; „ . . . ... Недостаточно, только .механически нарушать слитность солонцового горизонта, гак как при увлажнении она быстро восстанавливается. Необходимо,ещ'еобразовать между столбами прослойку из измельченного _надсолонцового горизонта; препятствующего быстрому восстановлению слитности. ■

Часть измельченного надсолонцового . горизонта, которая при рыхлении солонцового'горизонта.может попадать в трещины между столбами, кроме изоляции столбов друг от друга, приведет к уменьшению солонцевагости солонцового горизонта, так как иадсолопиовый горизонт обычно не солонцеват.

Подсолоицовый горизонт следует вовлекать в солонцовый па солонцах нейтрального.засолспня./Этот горизонт, имеющий ореховатую структуру, кроме изоляции столбов друг от друга, при наличии в нем природного гипса,может в условиях достаточного увлажнения привести к частичной химической само-мелнорацни.

При нарушении слнтностн. солонцового горизонта повышается водопроницаемость, то есть увеличивается, запас продуктивной влаги, повышается-скважность, то есть улучшается воздушный режим.-. .. _ .

Улучшив водный и ¡юздушлый режимы солонцов, мы обеспечиваем растения водой и воздухом.—; факторами, недоста-. ток которых обуславливает низкое естественное плодородие солонцов, то есть повышаем эффективное плодородие солонцов.' " ~ " .• ^' '

. При осуществленной по высказанным принципам механической1 обработке солонцов Барабы эффективное ■ плодородие

повышается не только за счет улучшения водного п воздушного режимов, но и за счет улучшения пищевого и солевого режимов, которые, в свою очередь, положительно отзываются на улучшение водно-физических свойств солонцов.

Сочетание агротехнического (механическая обработка) н биологического (посев трав) приемов окультуривания солонцов Барабы'может резко повысить эффективное плодородие их, так как в этих условиях ссяиые травы обеспечиваются всеми необходимыми факторами их жизнедеятельности.

Из вышесказанного следует, что при механической обработке солонцов Барабы должны соблюдаться следующие требования:

1. Надсолонцовый горизонт должен обрабатываться отдельно от солонцового п подсолоицового горизонтов, то есть солонцы должны обрабатываться послойно: отдельно верхний и отдельно нижний слой; ' '

2. Сначала должен обрабатываться верхний падсолонцо-вый горизонт, а затем нижележащие горизонты;

3. Естественная растительность и дернина должны измельчаться и тщательно перемешиваться с надсолонцовым горизонтом;

4. Основная масса надсолонцового горизонта после обработки должна оставаться на своем месте;

5. При обработке солонцового горизонта должны быть нарушена его слитность и в этом горизонте образованы трещины;

0. Солонцовый горизонт после обработки должен оставаться ил свосйт месте без выноса на поверхность;

7. Трещины в солонцовом горизонте должны заполняться частицами надсолонцового горизонта и таким путем разрушенные столбы солонцового горизонта должны изолироваться Друг от друга.

Большое значение имеет определение оптимальной глубины обработки и а дсолонцового н нижележащих горизонтов, имея ввиду, что на сложном солонцовом комплексе Барабы невозможно дифференцировать глубину обработки применительно к различным видам солонцов.

Основными факторами, определяющими глубину обработки, являются мощности горизонтов Л и В). Остальные факторы, учитывающиеся при мелиоративных обработках, — глубина залегания и мощность карбонатного и гнпсоносного горизонтов;;^ не имеют существенного значения, так как на солонцах барабы известь и гипс находятся на недоступной для обработки глубине и в небольшом количестве,

П

Учитывая, что в Барабе преобладают мелкие . солонцы'.-с мощностью горизонта Л в пределах 5—10 см, надсолонцо-вый горизонт следует обрабатывать на глубину 8—10 см. На такую глубину .может обрабатываться и иадсолоицовый горизонт средних солонцов с мощностью горизонта А более 10 см.

Корковые и глубокие солонцы не имеют решающего ^значения'при определении глубины обработки.* Обработку корковых солонцов целесообразно избегать. Глубокие солонцы в большинстве районов Барабы распаханы и используются под зерновые культуры, . ; ;

Оптимальную глубину, обработки'солонцового н подсолонцового горизонтов следует определять, исходя из суммарной мощности горизонтов А и В1. Желательно, чтобы глубина обработки была больше этой суммы в целях вовлечения в'об-работку подсолонцового горизонта и частичного его перемешивания с солонцовым.

В районах Барабы средняя сумма мощностей горизонтов А и В1 на мелких солонцах составляет, около 20 см при средней мощности горизонта В1 12 см, на средних солонцах соответственно 30 и 1В см. ■■;■"■

Исходя из приведенных данных, глубина обработки солонцового и подсолонцового горизонтов на мелких солонцах, считая от поверхности лашнл, должна быть около 30 см, а на средних солонцах—около 35 см. Следовательно, оптимальная глубина обработки солонцового комплекса Барабы должна быть равна 30—35 см.

' : Исходя из данных исследования деформаций солонцов (сжатие, разрыв, сдвиг, резание), следует, что для каждого генетического горизонта солонцов при их обработке необходимо применять различные виды деформаций.

При разрушении надсолонцового горизонта наименее энергоемкой деформацией является резание.

Для разрушения солонцового и подсолонцового горизонтов наименьшего напряжения требует деформация разрыва. Но, так как пока нет почвообрабатывающих машин и орудий, работающих по принципу разрыва почвы, применение деформации разрыва для разрушения солонцового и подсолонцового горизонтов не приемлемо. Этот вид деформации является перспективным и, возможно, в будущем будет иметь широкое применение при обработке почвы.

Для разрушения солонцового горизонта из остальных видов деформаций наиболее эффективной следует считать деформацию сжатия, так как разрушающее усилие при этой

деформации* солонцового горизонта меньше, чем при сдвиге Й резании; : ■

Для разрушения подсолонцового горизонта наименьшего напряжения (после- деформации разрыва) требует деформация резания. -

Следовательно, солонцы Барабы должны обрабатываться по генетическим горизонтам, то есть по «слоям». Верхний надсолонцовый горизонт должен обрабатываться с использованием деформации резания, солонцовый горизонт — с использованием деформации сжатия и подсолонцовый гори* зонт — с использованием деформации резания.

Обработку надсолонцового горизонта, могут обеспечить рабочие органы фрезы — ножи болотного типа. Нож фрезы режет почву в вертикальной и горизонтальной плоскостях, удовлетворяя требованиям обработки иадсолонцового гори*, зонта: уничтожение естественной растительности, измельчение и перемешивание дернины с почвой.

Солонцовый горизонт требует больше энергии для его разрушения, чем другие генетические горизонты. Поэтому, применяя деформацию сжатия для разрушения солонцового горизонта, необходимо стремиться к тому, чтобы между этим горизонтом и рабочим, органом была минимальная площадь контакта.

Для разрушения солонцового горизонта должны применяться рабочие, органы с узкими профилями стоек. Узкие стойки рабочих органов, наряду с нарушением слитности солонцового горизонта, не должны выталкивать столбы солонцового горизонта на дневную поверхность поля.

Подсолонцовый горизонт легче разрушается резанием в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Деформацию резания этого горизонта в вертикальной плоскости может обеспечить нижняя часть стойки рыхлящего рабочего органа, а в горизонтальной плоскости — лемех этого рабочего органа, дополненный действием чызелыюй лапы, обеспечивающей частичное смешивание лодсолонцового и солонцового горизонтов.

Таким образом, четко вырисовывается технология, послойной обработки солонцов Барабы, которая заключается в фрезеровании верхнего иадсолонцового горизонта на глубину 8—10 см с последующим рыхлением нижних (солонцового и подсол онцового) горизонтов на глубину 30—35 см (рис. 4).

Технология послойной обработки солонцов универсальна для солонцового комплекса Барабы, так как она пригодна для подавляющего большинства солонцов этой зовы.

Рис, 4. Технологическая схема послойной обработки солонцов Бара бы: 1 — фреза; 2 — рыхлящая лапа; 3 — чнэельная лапа.

Нарушение последовательности операций в технологии послойной обработки солонцов Барабы, то есть проведение сначала рыхления солонцового горизонта, а затем измельчение надсолонцового горизонта, приведет к тому, что в солонцовый горизонт не попадет гумусовый горизонт и не произойдет изоляция солонцовых столбов. В этом случае степень солонцева-тости солонцового горизонта не уменьшится и вскоре после рыхления солонцового горизонта восстановится его слитность и будут действовать вновь все отрицательные свойства солонцов Барабы. ■

. Изложенные выше теоретические положения были проверены 'экспериментально, включая применение' скоростной киносъемки (в частности, по фиксации проникновения частиц надсолонцового горизонта в.трещины разрыхленного солонцового горизонта);

Обработку надсолонцового горизонта можно проводить я рабочим органом тяжелой дисковой бороны — вырезным сферическим диском.

20 .4 „

Технологические процессы обработки надсолонцового горизонта дисковым рабочим органом тяжелой дисковой бороны н ножом, фрезы резко отличаются друг от друга.

Вырезные сферические диски тяжелой дисковой бороны после первого прохода разрезают дернину на пласты шири* ной, равной расстоянию между дисками в поперечном направлении. При последующих проходах диски, постепенно заглуб-ляясь, режут пласты дернины на более мелкие части, разрыхляют почву, перемешивают и отваливают ее в сторону. .

Степень разделкн дернины диском бороны зависит, кроме количества проходов, от расстояния между дисками и геометрических параметров диска; диаметра, радиуса кривизны, угла атаки.

Одним из основных показателей работы дисков тяжелой дисковой.бороны является полнота подрезания дернины, определяемая величиной гребнистости дна борозды. Гребнистостг» дна борозды уменьшается с увеличением диаметра диска и угла атаки и с уменьшением расстояния между дисками.

На солонцах Барабы с сильно за дерненным надсолонцо-вым горизонтом вырезные сферические диски при максимальном угле атаки слабо измельчают дернину и плохо крошат почву. Для качественной разделки дернины и тщательного перемешивания ее с почвой фактически трсбуется до шести проходов тяжелой дисковой бороны.

Рабочие органы фрезы (ножи изогнутой формы) с приводом от вала отбора мощности трактора совершают сложное движение (переносное и относительное) и оказывают на растения, дернину и почву ударное воздействие, которое существенным образом изменяет характер разрушения надсолонцового горизонта (по сравнению с медленным приложением внешней нагрузки диском бороны).

Быстро вращаясь, иожи фрезы снимают почвенную стружку, размеры которой определяются параметрами фрезы (диаметр барабана, число ножей на диске барабана) и режимом фрезерования (окружная скорость ножа, поступательная скорость агрегата), и отбрасывают се назад. Изменяя параметры фрезы и режимы фрезерования, можно получить практически любую агротехнически необходимую степень крошения надсолонцового горизонта за один проход фрезы.

Рыхлящая и крошащая способность фрезы, определяемая подачей почвы на нож фрезы, улучшается с увеличением показателя кинематического режима работы фрезы (отношение окружной скорости иожа к поступательной скорости агрегата).

Горизонтальная.составляющая силы сопротивления почвы ножу фрезы направлена'по ходу движения агрегата. Действуя на фрезу, она уменьшает' ее . тяговое сопротивление. Это является положительной особенностью фрез и, практически, на солонцах они могут агрегатнроваться с легкими тракторами, имеющими достаточно мощные двигатели.

Технологический процесс рыхления солонцового и под-солонцового горизонтов осуществляется пассивными рабочими органами (стойкой и лемехом рыхлящей лапы, наральни-ком чизельной лапы), действие которых на почву можно представить как воздействие'на нее клина.

Рас, 5. Схема зоны деформации солонцов при послойной обработке:

Л — надсолоишзвый горизонт;

В] — солонцовый горизонт;

В3 — ГГОД.С0Л01Щ0ВЫЙ горизонт;

I. — зона деформации в продольном направленна;

Б — зона деформации а поперечном направления;

Н — ширина захвата лапы;

!0 — вылет лапы; .

Ь — глубина обработки;

А — диаметр солонцового столба;

я— угол наклона лапы к направлению дпнжепся;

ц — угол отклонения направления сдвига почш от нормали мл

передней плоскости; б— угол отклонения направлений сдвига почвы от нормали иа боковых плоскостях, .

ад

■ Учитывая, что/солонцовый горизонт следует обрабатывать--с преобладанием деформации сжатия, передняя грань стойки должна быть клиновидной с закругленной передней частью.

Почва солонцового и подсолонцового горизонтов, как и любая почва, не является однородным телом. Естественные трещины в почве приводят к отклонению направления ее сдвига от направления нормальной силы действия клипа на почву.

Зона деформации солонцовой почвы лемехом . рыхлящей лапы (наралышком чизельной лапы) имеет специфические особенности, так как деформации каждого генетического горизонта резко отличаются друг от друга.

/Для определения зоны деформации солонцов при расчетах и'экспериментах сделаны некоторые допущения: горизонт А, обработанный фрезой, на величину зоны деформации под действием рыхлящих органов влияния не оказывает; лемех (на- • ральник) лапы обрабатывает горизонт Вг; горизонт В1 разрушается стойками лап только между солонцовыми столбами, которые ввиду высокой твердости при деформации этого горизонта не разрушаются.

Из данных рис, 5 определяется зона деформации подсолонцового горизонта в продольном (Ь) и поперечном (5) направлениях:

ь=1о+11Лг(> + ¥);

Разница в зонах деформации солонцового и подсолонцового горизонтов определяется диаметром солонцового столба.

Во избежание забивания рыхлящих лап почвой расстояние между соседними лапами рыхлителей в продольном направлении должно быть больше величины I., а в поперечном — больше Э).

V. Параметры рабочих органов и режимы работы машин для послойной обработки солонцов Варабы

Чтобы создать благоприятные условия для роста и развития трав на солонцовых почвах Барабы необходимо знать на какие почвенные функции нужно раскрошить надсолонцовый горизонт и какова должна бить его оптимальная структура.

Проведенные нами исследования по влиянию структуры надсолонцового горизонта на водно-физические свойства почвы, развитие и урожайность трав показывают, что оптимальной структурой надсолонцового горизонта перед посевом трав является мелкокомковатая структура, состоящая из почвенных агрегатов диаметром 5—20 мм. Эти агрегаты обла-

дают хорошей водоярочностью и содержат большое колнчест: во агрономически ценных агрегатов.;

При структуре надсолонцового горизонта, состоящей из почвенных агрегатов днаметром 5—20 мм,-улучшаются водно-физические свойства этого горизонта; уменьшаются плотность-и твердость почвы, увеличивается водопроницаемость и снижается испаряемость влаги с поверхности почвы. При такой структуре повышаются качество заделки и полевая всхожесть семян трав, лучше развивается корневая система растеннй н, как следствие, повышается урожайность трав.

За период между основной обработкой ,солонцов в посевом трав структура надсолонцового горизонта под влиянием паровой и предпосевной обработок, а также метеорологических воздействий заметно изменяется, что требуется учитывать при проведении основной обработки солонцов Барабы.

Нашими исследованиями, установлено,* что оптимальная степень крошения надсолонцового горизонта после основной обработки солонцов, определяемая количеством почвенных агрегатов диаметром менее 50 мм, должна находиться в пределах 40—70%. Позднее, перед посевом трав степень крошения почвы составляет 86—94%, почвенные агрегаты диаметром 5—20 мм составляют 67—77%, распыление почвы находится в допустимых пределах.

Результаты экспериментальных исследований обработки солонцов Барабы показали, что фрезы имеют преимущество перед тяжелыми дисковыми боронами по агротехническим, энергетическим и экономическим показателям. Существующее среди практиков предположение о недопустимом распылении почвы фрезами данными ваших "исследований опровергается.

Исследованиями установлено, что обработка надсолонцового горизонта фрезами на глубину 8—10 см должна проводиться при следующих режимах: окружная скорость фрезерования — 6 м/сек, подача почвы на нож фрезы — 7—Ю см, отношение окружной скорости фрезерования к поступательной скорости агрегата X =6—8.

Чтобы получить подачу почвы на нож фрезы 7—10 .см, определен оптнмальный.показатель кинематического ' режима для наиболее распространенных конструкций фрез, который должен быть равен: для фрезы' ФБН-0,9 X =5=5,8—8,3, для фрезы ФБН-1,5 X =5,0—7,2, для фрез ФБИ-2,0 л ФБ-2,0 X =5,6—8,0.

На рис. 6 показаны фактические значения Я, изменяющиеся в зависимости от числа оборотов фрез и поступательной скорости тракторов. 24

, и

I

.Рис. С. Кинематический режим фрез при обработке солонцов Барабы: . X — отношение окружной скорости фрезерования к поступательной

скорости агрегата; - -'■ Г, И, III, IV — передачи тракторов;

— оптимальный кинематический режим;

----— фактический кинематические! режим.

Сравнение оптимальных и фактических показателей кинематического режима фрез показывает, что конструкции фрез ФБН-0,9; ФБН-1,5; ФБН-2,0; ФБ-2,0 удовлетворяют требованиям обработки солонцов Барабы, но только при определенных передачах тракторов, с которыми они агрегатируются, что видно па рис. 0.

Исследованиями установлено, что при обработке солонцов Барабы целесообразно перед фрезерованием надсолонцового горизонта применять дискование о один след тяжелой дисковой бороной. При этом улучшается качество обработки почвы, снижается энергоемкость фрезерования, повышается производительность труда, снижаются затраты на обработку почвы л повышается'надёжность работы фреэ. , ..... ........

Наши исследования показали, что для рыхления солонцового горизонта должен применяться комбинированный рыхлитель конструкции СибИМЗ, состоящий из рыхляще-подрезаю-щнх и чизельпых лап. При обработке солонцов Барабы таким рыхлителем солонцовый и подсолонцовый горизонты интенсивно рыхлятся и частично перемешиваются между собой без выталкивания на дневную поверхность. Чтобы при работе комбинированного рыхлителя не было забивания рабочих органов и сгруживания почвы перед рыхлителем, необходимо обеспечить правильную расстановку этих рабочих органов.

Рыхлители на базе плуга ПН-4-35 с рыхляще-подрезакнци* ми лапами под названием плугов-рыхлителей СибИМЭ в настоящее время работают во всех районах Барабы.

Для разработки специального рыхлителя, полностью отвечающего требованиям технологии послойной обработки солонцов, проведены исследования по обоснованию параметров и схемы расстановки рабочих органов.

Исследованиями установлены оптимальные параметры рыхляще-подрезающих лап; ширина захвата — 500 мм, угол раствора лемехов — 120°, угол установки лемеха к дну борозды — 25°, радиус закругления передней части стойки (при угле заострения ее 30°) — 2 мм, угол наклона стойки к вертикали — (+5°). Оптимальный угол установки наральника чн-зелыюй лапы равен 24°,

Наиболее рациональной расстановкой рабочих органов рыхлителя является установка рыхля ще-подрезающих лап в один ряд с расположением по одной чизельной лапе в стыках между шши.

На основании проведенных исследований разработаны агротехнические требования на рыхлитель для обработки солонцовых почв. Рыхлитель включен в систему машин для комплексной механизации растениеводства на 1971-75 годы (позиция Р 21.29),..

ГСКБ но машинам для улучшения лугов и пастбищ при заводе «Сибсельмаш» на основании этих агротребований разработало опытный образец рыхлителя под маркой РС-1,5 (рыхлитель' солонцовый, ширина захвата 1,5 м). Схема рыхлителя показана па рис, 7.

Рыхлитель РС-1,5 состоит из трубчатой рамы, двух опорных пневматических колес, катка,. прицепа, механизма подъема и регулировки глубины обработки и рабочих органов двух типов: рыхля ще-подрезающих и чизельных лап.

Лабораторпо-полевые испытания рыхлителя на мелких и средних столбчатых солонцах Барабы показали, что почти по 26

всем агротехническим и энергетическим показателям рыхлитель дает лучшие результаты, чем безотвальный плуг. Рыхлитель лучше крошит солонцовый горизонт н хорошо сохраняет горизонт А в слое 0—10 см. Каток значительно снижает глыбистость, гребнистость и вспушештость почвы и повышает устойчивость хода рыхлителя.

ФМО

Рас. 7. Схема рыхлителя РС-1,5.

, Опиты в Блюдчанском совхозе показали, что при рыхлении солонцов рыхлителем РС-1,5 урожайность трав выше, чем при рыхлении безотвальным плугом П-5-35Ц (па 17%) и глубокорыхлителем К.ПГ-250 (на 24%).

Рыхлитель РС-1,5 в настоящее время проходит государственные испытания.

Исследования показали, что рыхленпе солонцового горн-зонта оказывает положительное влияние па водно-физические свойства почвы, обеспечивая хорошее развитие растений и продуктивность трав. Продолжительность последействия рыхления солонцового горизонта в условиях Барабы составляет около 7 лет. После такого срока следует проводить повторную послойную обработку солонцов.

VI. Технологические приемы залужения солонцов Барабы многолетними травами. Производственная проверка рекомендаций по-коренному улучшению солонцовых сенокосов и пастбищ Барабы -

На солонцах Барабы после любой их механической обработки появляется масса сорной растительности. Поэтому основная послойная обработка солонцов должна проводиться по типу пара. Почва при паровой обработке хорошо очищается от сорняков, накапливает достаточное количество влаги, что способствует дружному появлению всходов трав и получению нормальной густоты травостоя.

Наши опыты показали, что травы иа послойно обработанных солонцах при паровой обработке развивают мощную, глубокой роли кающую корневую систему и дают больший урожай, чем травы, посеянные по зяби.

Паровая обработка солонцов должна проводиться дисковыми лущильниками в два следа с последующим боронованием зубовыми боронами. Такая обработка должна повторяться по мере появления всходов сорняков.

Предпосевная обработка солонцов после их послойной обработки также имеет свои специфические особенности. Весной очень быстро сохнет верхний слой почвы, а нижний солонцовый горизонт продолжительное время остается переувлажненным, что препятствует работе агрегатов. Ко времени подсыхания нижних слоев верхний слой почвы на солонцах Барабы пересыхает.

Работа осложняется еще тем, что комплексные солонцы Барабы «созревают» в разное время: на повышенных местах и с более мощным гумусовым горизонтом — раньше, а па пониженных.— позднее, нередко на целую неделю или даже декаду. Поэтому весеннее закрытие влаги и предпосевная обработка солонцов на больших массивах должны проводиться выборочным способом.

На солонцовых почвах Барабы трудно получить полноценные всходы трав. Полевая всхожесть семян многолетних трав повышается при заделке их на твердое ложе. Учитывая, что глубина заделки семян трав равна всего лишь 2—4 см, особое внимание следует обращать па глубину предпосевноГг обработки почвы.

Для создания твердого семенного ложа, подтягивания влаги из нижних слоев почвы и более тщательного выравнивания поверхности поля перед посевом трав почва должна прикатываться кольчато-шпоровыми катками, 38

Предпосевная обработка п допосевиое прикатыванне должны проводиться в день посева.

Опытами установлено, что посев трав на солонцах, послойно обработанных в первой половине лета, должен проводиться ранней весной, а па солонцах, послойно обработанных во второй половине лета, — летом следующего года.

Посевы трав тщательно прикатываются кольчато-шпоро-вымн катками, за исключением посевов на тяжелых н сильно увлажненных почвах, склонных к заплыванию п образованию корки.

Исследования СпбНИПТИЖа и СибНИИ кормов СО ВАСХНИЛ показали, что для залуження послойно обработанных солонцов Барабы должны применяться многолетние травы; донник, люцерна, костер, житняк, пырей. Люцерна является основной культурой на послойно обработанных солонцах. Ее целесообразно возделывать в смеси со злаковыми травами.

: На посевах трав следует применять кулисный способ снегозадержания. Весной эффективно боронование посевов как с подкормкой трав, так и без подкормки.

Производственная проверка рекомендаций по коренному улучшению солонцовых сенокосов и пастбищ Барабы проводилась в Блюдчапском совхозе Чановского района Новосибирской области. В этом совхозе в 1935 году был создан механизированный отряд по улучшению кормовых угодий, расположенных на солонцах.

В Блюдчапском совхозе по рекомендациям СнбИМЭ улучшено более 4,5 тыс. га, которые засеяны многолетними травами. Урожай сена трав с улучшенных солонцовых угодий составил в 1959 г.— 15,3, в 1970 г.— 14,6, в 1971 г.—10,7, в 1972 г. и последующие годи — в среднем 13 ц/га, а с неулучшенных солонцовых угодий — только 4,1 ц/га.

Результаты исследований и.опыт Блюдчанского совхоза позволили организовать более широкое внедрение технологии коренного улучшения солонцовых сенокосов и пастбищ в восьми совхозах пяти районов Барабы, которые отличаются по природно-климатическим условиям и влагообеспеченности, на площади более 10 тыс, гектаров,

В каждом совхозе был создай механизированный отряд в составе трех тракторов и необходимой сельскохозяйственной 'техники.

Средняя урожайность сена трав за три года по всем совхозам на послойно обработанных солонцах составила 16,1 ц/га

при средней урожайности сена естественных трав на солонцах 3,3 ц/га.

Научные обоснования технологии коренного улучшении солонцовых сенокосов п пастбищ Барабы были рассмотрены и одобрены Президиумом Сибирского отделения ВАСХ1ШЛ в 1971 году. В 1972 году технология утверждена Коллегией управления сельского хозяйства Новосибирского облисполкома и получила одобрение на Всесоюзном семинаре по улучшению и использованию кормовых угодий на солонцовых комплексах, проведенном на базе Блюдчанского совхоза.

Для проведения работ по коренному улучшению солонцовых сенокосов п пастбищ в хозяйствах Барабы по нашим расчетам было рекомендовано создание специализированных механизированных отрядов, состоящих (при улучшении 340 га за сезон) из трех тракторов типаДТ-75, двух фрез, плуга-рыхлителя конструкции СибИМЭ, тяжелой дисковой бороны и трех зернотравяных сеялок. Отряды должны возглавляться брига-днрами-луговодами. Кроме того, для проведения этих работ в масштабах районов должны создаваться специализированные механизированные отделения при районных объединениях «Сельхозтехника» и использоваться передвижные механизированные колонны треста «Мелноводстрой».

В задачу специализированных механизированных отрядов входят: подготовка солонцовых участков, подлежащих улучшению; основная, паровая и предпосевная обработки почвы, посев трав и уход за посевами при строгом соблюдении последовательности операций технологии улучшения солонцов; своевременное и высококачественное проведение всех полевых работ на солонцовых участках; наладка и обслуживание техники, закрепленной за отрядом.

Сроки проведения полевых работ на солонцовых угодиях Барабы зависят от влажности почвы в весенний период, твердости ее летом и наступления заморозков осенью.

Опыт показал, что обработку солонцов Барабы во влажные годы можно начинать в июне, а в обычные годы—во второй половине мая. Заканчивать обработку солонцов обычно приходится с началом заморозков, то есть во второй половине октября. Иногда в течение лета, механизированным отрядам приходится прерывать работу из-за повышения твердости почвы. Продолжительность таких перерывов доходит до одного месяца. Общая продолжительность основной обработки солонцов за ссзоп составляет около 100—110 дней.

В организации успешной работы механизированных отрядов большое значение имеют следующие элементы: выбор и

учет размеров участков солонцов, подлежащих улучшению; определение технологии обработки каждого выбранного участка; отработка с механизаторами правил проведения работ; установление норм выработки агрегатов и расценок за выполненные работы; прием обработанных площадей.

Нами разработаны технологические карты на производство работ по коренному улучшению солонцовых сенокосов и пастбищ Барабы.

VII. Экономическая эффективность коренного улучшения сенокосов и пастбищ на солонцах Барабы

Данные по урожайности сена сеяных трав и средней урожайности сена естественных трав на солонцах за три контрольных года по совхозам Барабы, в которых работали механизированные отряды, приведены ниже, в таблице.

Средняя урожайность сена сеяных трав за три года на солонцовых у го днях после коренного' улучшения составила 16,1 ц/га при урожайности сена естественных трав на солонцах 3,3 ц/га. .

Затраты на коренное улучшение одного гектара солонцовых лугов по рекомендуемой технологии в среднем по совхозам составили 64 руб. 80 коп. Более половины этих затрат составляет стоимость семян трав.

Себестоимость 1 ц сена трас при коренном улучшении солонцовых лугов составляет 1 руб. 83 коп. при себестоимости 1 ц сена естественных трав 2 руб. 76 коп. Себестоимость кормовой единицы до улучшения солонцовых угодий составляет 5,9 коп., а после улучшения — 3,4 коп.

Чистый доход от коренного улучшения одного гектара солонцовых лугов составляет 38,9 руб. в год. Срок окупаемости затрат — I—3 года, что показывает высокую экономическую эффективность возделывания на солонцах Барабы многолетних трав.

Разработанный нами графический метод оценки экономической эффективности коренного улучшения солонцовых лугов Барабы позволяет определять экономическую эффективность дифференцированно в зависимости от" урожайности естественных и сеяных трав.

Б среднем каждый улучшенный гектар солонцов дает дополнительно 12,8 ц сена (54,5 ц зеленой травы) или 7 ц кормовых единиц, что позволяет дополнительно произвести 2,85 ц молока и 0,35 ц мяса.

Таблица

Урожайность сеяных трав при коренном улучшении солонцовых лугов Барабы

Урожайность сена сеяны* трав, щга Урожэй-

Совхозы Травосмесь Покровиая культура первый год нторой год третий год средняя за три года ткть сема естественных трав (средняя за 3 года), и (га

Баклушевский люцерна просо 26,6 13,8 8,6 16,3 2,0

Ильинский люцерна просо 16,2 13,3 17,4 15,6 4,5

Сарыбалыкский люцерна+костер пшеница 10,0 (пшеница) 20,3 15,4 17,8 2,0

Еарабинскии люцерна костер-упырей овес 30,5 16,2 18,8 2],8 4,5 ■

Отречен ский донник — 29,9 14,5 - 22,2 3,0

люцерна — 11,1 9,6 17,4 12,7 3,0

Блюдча некий люцерна; костер 15,3 14,6 16,7 15,5 4,0

Маяк донник 32,7 17,2 ■ „ 24,9 3,6

Усть-Ламенский костер+люцерна — — 15,0 20,0 17,5 3,5

люцерна+пырей — — 15,0 15,0 15,0 3,5

люцерна — 15,0 10,0 12,5 3,5

16,1 3,3

При ежегодном улучшении 50 тыс. га солонцовых угодий за 1976-80 гг. может быть дополнительно получено 224 тыс. тонн сена и 953,7 тыс. тонн зеленой травы, что при рациональном использовании их позволит дополнительно получить 997,5 тыс. ц молока и 122,5 тыс, ц мяса.

ВЫВОДЫ

1. В целях создания прочной кормовой базы для животноводства колхозов и совхозов Барабниской зоны Новосибирской области необходимо быстрое и широкое освоение солонцовых земель под улучшенные сенокосы и пастбища и повышение их плодородия. Рациональное агротехническое окультуривание солонцов Барабы (механическая обработка) в сочетании с биологическим (посев трав) может резко повысить их эффективное плодородие.

2. В связи с особыми требованиями, предъявляемыми к механической обработке солонцов Барабы, надсолонцовый горизонт должен обрабатываться отдельно от солонцового и подсолонцового горизонтов, причем сначала должен обрабатываться надсолонцовый горизонт и при этом естественная растительность и дернина должны хорошо измельчаться и перемешиваться с надсолонцовым горизонтом, но основная масса этого горизонта должна оставаться на месте. Вслед за обработкой надсолонцового горизонта должно производиться рыхление нижележащего солонцового горизонта, который после обработки также должен оставаться на своем месте без выноса на поверхность, но в него должен частично проникнуть измельченный перед этим надсолонцовый горизонт, чтобы изолировать друг от друга столбы солонцового горизонта н этим на длительный срок улучшить его водно-физические свойства.

3. Наиболее рациональным способом обработки комплексных солонцов Барабы является послойная обработка их путем фрезерования или дискования верхнего слоя па глубину 8—10 см с последующим рыхлением нижних слоев на глубину 30—35 см.; •

Технология послойной обработки солонцов универсальна для солонцового "комплекса Барабы, так как она пригодна для подавляющего большинства- солонцов.

. Качественная обработка солонцов зависит от влажности солонцового горизонта. Обработка солонцов возможна при абсолютной влажности этого горизонта в диапазоне 18—30%.

Оптимальной влажностью солонцового горизонта является влажность около 21%.

4, Установлено, что при обработке солонцов для каждого генетического горизонта следует применять определенный вид деформации:-для надсолонцового и подсолонцового горизонтов — деформацию резания, для солонцового — деформацию сжатия.

Для осуществления таких деформаций при обработке надсолонцового горизонта необходимо применять рабочие органы фрезы (ножи болотного типа) ■ или тяжелой дисковой бороны (вырезные сферические диски)! а при обработке солонцового и подсолонцового горизонтов — рабочие органы с малым лобовым сопротивлением, то есть с узкими профилями стоек и лемехами. Для осуществления частичного смешивания солонцового н подсолонцового горизонтов необходимо применять чнзельные рабочие органы.

5. Оптимальной структурой надсолонцового горизонта перед посевом, трав является структура, состоящая из почвенных агрегатов диаметром 5—20 мм. При такой структуре улучшаются водно-фнзнческне свойства почвы и обеспечиваются хорошие условия для.роста трав.

После основной обработки солонцов степень крошения надсолонцового горизонта, определяемая количеством почвенных агрегатов диаметром менее 50 мм, должна находиться в пределах 40—70%.

6, Конструкции болотных фрез ФБН-0,9; ФБН-1,5; ФБН-2,0 и ФБ.-2,0 удовлетворяют требованиям обработки солонцов Барабы, ногтолько при определенных передачах тракторов, с которыми они агрегатнруются.

Обработка надсолонцового горизонта фрезами на глубину 8—10 см должна проводиться при режимах: окружная скорость фрезерования 6 м/сек, подача почвы на-нож фрезы ,— 7—10 см, отношение окружной скорости фрезерования к поступательной скорости агрегата Х=6—8.

При обработке солонцов Барабы целесообразно перед фрезерованием надсолонцового' горизонта применять дискование в один след тяжелой дисковой.бороной. При этом улуч-. шается качество обработки почвы, .снижается энергоемкость фрезерования, повышаются производительность и надежность работы фрез, снижаются ' затраты иа обработку солонцов.

7. Для обработки солонцового и подсолонцового горизонтов в соответствии с агротехническими требованиями обработки солонцов Барабы под руководством автора создан- специальный рыхлитель РС-1,5, для которого обоснованы опти-34-

малыше параметры рабочих органов и рациональная их расстановка. Рыхлитель для солонцов РС-1,5 включен в систему машин для комплексной механизации растениеводства и проходит государственные испытания.

До выпуска промышленностью рыхлителей РС-1,5 прн послойной обработке солопнов Барабы могут применяться плуги-рыхлители конструкции СибИМЭ, состоящие из рыхлящих лап, устанавливаемых вместо корпусов иа обычные плуги, * . ;

8. Обработка солонцов должна проводиться по типу пара с целью борьбы с сорняками и накопления влаги в почве. Паровая обработка может проводиться дисковыми лущильниками и зубовыми боронами по мере появления всходов сорняков.

Весеннее закрытие влаги и предпосевная обработка послойно обработанных солонцов должны проводиться выборочным способом. При посеве на солонцах трав обязательно до- и послепосевное прпкатыванпс.

Посев трав на солонцах, обработанных в первой половине лета, проводится ранней весной, а на солонцах, обработанных во второй половине лета, — летом следующего года.

Для залужения солонцов Барабы должны применяться многолетние травы; донник, люцерна, костер, житняк, пырей. Люцерна является основной культурой на солонцах. Ее целесообразно возделывать в смеси со злаковыми травами.

9. Коренное улучшение солонцовых кормовых угодий Барабы дает большой экономический эффект.

Средняя урожайность сеяных трав на послойно обработанных солонцах составляет 16,1 ц сена с гектара при урожайности сена естественных трав на солонцах 3,3 ц/га.

Затраты на коренное улучшение одного гектара солонцовых лугов составляют около 65 руб. (более половины затрат составляет стоимость семян трав).

Себестоимость 1 ц сена трав при коренном улучшении ' солонцовых лугов составляет 1 руб. 83 коп. при себестоимости 1 ц сена естественных трав 2 руб. 76 коп.

Чистый доход от коренного улучшения одного гектара солонцовых лугов составляет около 39 руб. в год. Срок окупаемости всех затрат 1—3 года.

-'. Каждый улучшенный гектар солонцов дополнительно дает 12,8 ц сена (или 7 ц кормовых единиц), что позволяет дополнительно произвести.2,85 ц молока и 0,35 ц мяса.

10. Агротехническое окультуривание солонцов путем послойной обработки их не исключает применения других известных эффективных способов их улучшения- (внесение органических и минеральных удобрений, гипса и др.).

Рекомендации производству

Быстрый рост производства продукции животноводства требует устойчивой кормовой базы. Укрепление кормовой базы для животноводства в Барабинской зоне возможно осуществить в короткие сроки, если применить коренное улучшение солонцовых сенокосов и пастбищ путем послойной обработки солонцов и посева трав. Для этого необходимо:

1. Технологию коренного улучшения солонцовых сенокосоз и пастбищ, утвержденную Коллегией управления сельского хозяйства Новосибирского облисполкома 10 апреля 1972 г., считать обязательной для проектных организаций Гипрозема, областных агрохимических лабораторий, треста «Мелиозод-строй», объединения «Сельхозтехника», совхозов и колхозов Барабинской зоны и повсеместно внедрять ее в этой зоне, применяя соответствующую технику для ее осуществления.

2. При планировании объемов ■" работ по Новосибирской области предусматривать в Барабинской зоне ежегодное проведение коренного улучшения солонцовых кормовых угодий на площади не менее 50 тыс. га. ,

3. Коренное улучшение солонцовых сенокосов и пастбищ проводить специализированными механизированными отрядами, создаваемыми в хозяйствах, специализированными механизированными отделениями при районных объединениях «Сельхозтехника» и передвижными механизированными колоннами треста «Мелиоводстрой». Специализированный механизированный отряд при улучшении 340 гектаров солонцовых угодий за сезон должен состоять из трех тракторов типа ДТ-75, двух болотных фрез, рыхлителя РС-1,5, тяжелой дисковой бороны и трех зернотравяных сеялок. Вместо рыхлителя РС-1,5 может применяться плуг-рыхлитель конструкции СибИМЭ. ••" •

- 4. Для планомерного проведения7 работ* по коренному улучшению солонцовых сенокосов и пастбищ Барабы (а также Кулунды) Новосибирской области должны быть приняты меры по изготовлению и приобретению специальной техники: рыхлителей РС-1,5 или -плугов-рыхлителей . конструкции -СибИМЭ — 500.шт., фрез ' болотных (ФБН-1,5; ФБН-2,0; ФБ-2,0) — 1000 шт., тяжелых дисковых борон (БДТ-2,5А; ■

БДНТ-2,2; БДНТ-3,5; БДТ-7,0) — 1000 шт., зернотравяиых сеялок (СУТ-47; СЗТ-3,6) — 1500 шт.

Одновременно соответствующими органами должен быть решен вопрос о поставке в Барабинскую зону тракторов Т-100 МГС, с которыми агрегатируются болотные фрезы ФБН-2,0; ФБ-2,0 н тяжелые дисковые бороны БДНТ-3,5.

5. Производство "специального рыхлителя для обработки солонцов РС-1,5 целесообразно организовать на заводах г. Новосибирска. До выпуска рыхлителей РС-1,5 следует наладить изготовление рыхлящих рабочих органов конструкции СибИМЭ, устанавливаемых на плуг вместо корпусов.

6. Рекомендовать ГСКБ по машинам для улучшения лугов и пастбищ при заводе «Снбсельмаш» предусмотреть разработку конструкции фрезы для обработки солонцов, положив в основу режимы фрезерования, разработанные СибИМЭ.

7. Областным сельскохозяйственным органам необходимо срочно решить вопрос об улучшении семеноводства многолетних трав в Барабинской зоне. При этом прежде всего предусмотреть обеспечение спецсемхозов по травам специальной техникой, удобрениями и специалистами луговодами-семеноводами. Одновременно следует организовать п систематически вести работу по подготовке бригадиров-луговодов, которые должны руководить работой специализированных механизированных отрядов по коренному улучшению сенокосов и пастбищ Барабы.

8. Организованно провести специальную инвентаризацию природных кормовых угодий Барабинской зоны; составить почвенные карты солонцовых лугов, подлежащих коренному улучшению путем послойной обработки и посева трав в первую очередь.

Освоеине всего фонда солонцовых кормовых угодий Барабы (около I млн, га) позволит дополнительно получить 640 тыс. тонн сена и 2725 тыс. тонн зеленой травы. Рациональное использование этого корма дополнительно даст 2,85 млн.ц молока и 0,35 млн. ц мяса.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

1. Результаты динамометрнровання почвообрабатывающих орудий при обработке целинных солонцовых почв. В сб.: Тезисы докладов XII отчетной научной сессии Зап.-Сиб. филиала АН СССР, Новосибирск, 1958.

2. Сопротивление почвообрабатывающих машин и орудий на солон повыл почвах. Ж, «Сельское хозяйство Сибири», № 2, 1959 (соавтор Кикин А. А,).

3. Исследование работы орудий на обработке, солонцов. Ж. «Вестиж с/х науки», № 3, 1960 (соавтор Кикин А. А.),

4. К вопросу определения тяговых сопротивлений плугов в зависимости от физико-механических свойств почв. Ж; «Тракторы и с/х машины»,

2, 1961 (соавторы Денисюк Я. М- и Кнкнн А. А.).

5. Результаты исследований механической обработки солонцов Барабы. В кн.: Вопросы освоения солонцов Кулунды и Барабы, изд-во СО АН СССР, Новосибирск, 1902.

6. Соревнование плугов. Ж. «Техника молодежи»! Лг 10, 1962.

7. Орудия для послойной обработки целинных комплексных солонцов Барабы. Б кн.; Усовершенствование почвообрабатывающих машин (материалы НТС ВИСХОМа), М„ 1963.. 1 . ,'

8. Фнзнко-механические свойства солонцов Барабы, Научные труды СибВИМ, вин. 1, Новосибирское кн. изд-во, Новосибирск, 1963.

9. Исследование работы почвообрабатывающих машин п орудий на обработке целинных солонцов Барабы. Научные труды СибВИМ, вып. I, Новосибирское кн. изд-во, Новосибирск, 1963.

10. Исследование работы почвообрабатывающих машин и орудий на обработке целинных солонцов Барабы. Диссертация, 1964.

11. Орудия для послойной обработки целинных комплексных солонцов Барабы. Труды конференции почвоведов Сибири и Дальнего Востока, изд-во СО'АН СССР, Новосибирск, 1964.

12. Способы обработки солонцов в Сибири. Ж. «Техника в сельском хозяйстве», 3, 1965.

13. Технология обработки солонцовых почв Западной Сибири. Ж. «Техническая информация», № 5, 1966,

14. Исследование средств механизации и технологии коренного улучшения солонцовых почв Барабы, В кн.: Мелиорация солонцов (материалы научно-методического совещания), М., 1967,

15. К технологии обработки солонцовых почв. В кн.: Совершенствование технологических процессов и системы машин для зон Западной и Восточной Сибири (материалы зональной научно-производственной конференция), Новосибирск, 1968 (соавтор Тагин Ю. А.),

16. Исследование орудий поверхностной обработки солонцовых почв Барабы. В кн.: Совершенствование технологических процессов н системы машин для зон Западной и Восточной ' Сибири (материалы зональной научно-производственной конференции), Новосибирск, 1968 (соавтор Алек-сеенко В. Р.).

17. Некоторые результаты исследований по освоению солонцов Барабы, В кн.: Мелиорация солонцов, ч. И (материалы Всесоюзного научно-технн-ческого совещания), М., 1968.'

18.. Обработка солонцов. Ж- «Земледелие», № 8, 1969. - •

,19." Коренное улучшение солонцовых лугов и пастбищ Барабииской низменности. Западно-Сибирское кн." иэд-во, Новосибирск, 1969 (соавторы Ванюков Н. Ф. и Егоров В. С,).

20Л Исследование физнко-механических свойств солонцов Бараби. Ж- «Почвоведение», № 5, 1970 (соавтор Тагнн Ю. А.),

211' Фрезы — на солонцы. Ж. «Земля Сибирская, Дальневосточная*, М б, 1970 (соавтор Алексеенко В. Р.).

22. Коренное улучшение солонцовых лугов к пастбищ Барабы. В кн.: Достижения науки — с/х производству, Западно-Сибирское книжное изд-во, Новосибирск, 1970,

23. Влияние влажности солонцовой почвы на усилие сдвига при разрушения. В кн.: Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов, труды ЧИМЭСХ, вып. 56, Челябинск, 1970 (соавтор Тагян Ю. А.).

24. Исследование рабочих органов рыхлителя для обработки солонцов. В кн.:. Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов, труды ЧИМЭСХ, вып. 56, Челябинск. 1970 (соавтор Пыльник П. А.).

25. Внедрение разультатов исследований и методика расчета экономической эффективности коренного улучшения солонцов Барабы. Труды СибИМЭ, вып. 7, ч. II, т. 1, Новосибирск, 1970 (соавтор ЯгуПоа М. К.).

26. Исследование некоторых технологических свойств солонцов Барабы. Труды СибИМЭ, вып. 7, ч. II, т. 1, Новосибирск, 1970 (соавтор Тагнн Ю. А.).'

27. Исследование работы навесного плуга-рыхлителя для обработки солонцов. Труды СибИМЭ, вып. 7, ч. И, т. 1, Новосибирск, 1970 (соавтор Пыльник П. А.).

28. Обоснование параметров чизельной ляпы и места установки ее на рыхлителе для обработки солонцов. Труды СибИМЭ,- вып. 7, ч, П, т. I, Новосибирск, 1970 (соавтор Пыльник П. А,).

29. Влияние структуры верхнего слоя сред нестолбчатого солонца на рост и развитие люцерны. Труды СибИМЭ, вып. 7, ч. П, т. 1, Новосибирск, 1970 (соавтор Вальков В. И.).

30. Улучшение солонцовых лугов и пастбищ Барабы, Информационный листок Ха 187-71, Новосибирский ЦНТИ, Новосибирск, 1971.

31. Рекомендации по коренному улучшению сенокосов п пастбищ на солонцах Барабы. Изд-во «Сов. Сибирь», Новосибирск, 1972 (соавтора Егоров В. С. и Ягупов М. К-).

32. Технология улучшения кормовых угодий на солонцах. Западно-Сибирское ки. изд-во, Новосибирск, 1972 (соавторы Егоров В. С, и Ягупов М. К-).

33. Коренное улучшение солонцовых лугов и пастбищ в Барабе. Ж- «Сибирский вестник с/х науки», № 4, 1972 (соавторы Ягупов М. К. и Егоров В. С,),

34. О системах машин для мелиорации солонцов. В сб.: Тезисы докладов на Всесоюзном научно-техническом совещании «Новое в мелиорации солонцов», Омск, 1973.

35. К обоснованию технологии послойной обработки солонцов 6 ар а бы. Научные труды СибИМЭ, вып. 10, ч. 1, Новосибирск, 1974.

36. Технологический процесс дискования и фрезеровании над солонцового горизонта. Научные труды СибИМЭ, вып. 10, ч. I, Новосибирск, 1974.

г. Новосибирск, 1975 г. изд. «Сов. Сибирь». Заказ 35.