В настоящее время сохранение и повышение плодородия почвы является актуальной хозяйственной и научной проблемой. Без воспроизводства плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения с наращиванием содержания в них гумуса,трудно достичьповышения урожайности и качества зерна. Основным и доступным источником образования гумуса может служить незерновая часть урожая сельскохозяйственных культур — солома.
Заделка в почву соломы и стерни, оставшихся на поле после уборки зерновых, зернобобовых и технических культурповышаетструктурно-агрегатныйсостав и микробиологическую активностьпочвы. После внесения соломыувеличивается количество водопрочных агрегатов и некапиллярная пористость почвы, снижается эродируемая фракция почвы, уменьшается её объемная масса. Под действием токсинов, образующихся при разложении соломы в почве, могут погибать семена сорных растений и возбудители ряда болезней[1, с.47].
Известно, что урожайность незерновой части урожая зерновых и зернобобовых культурпревышает урожайность основной продукции в 1,5-2 раза. Например, выход соломы ярового ячменя при среднем урожае 20 ц/га составляет 35-40 ц/га. К этому можно добавить пожнивные и растительные остатки, которые достигают при той же урожайности примерно 10-15 ц/га. Следовательно, всего в почву при такой урожайности возможно поступлениеоколо 4,5-6,0 т/га растительных остатков, т.е. дополнительного органического вещества. Причемэто удобрениепроизведено здесь же на месте, его не надо покупать, тратить средства на транспортировку[1, с.48].
Механический способ заделки соломы в почву возможен путемвыполнения операциитехнологииосновнойобработки почвы с оборотом пласта.Однако как с помощью известных технических средств распределить солому — послойно и на какую глубину пахотного пласта или равномерно по всей глубине, вопрос требует изучения.
Отвальная технология выполняется тремя способами: вспашка с полным оборотом пласта на угол 180º, вспашка с взметом пласта на угол 135º и культурная вспашка[3, с.37 ]. Рассмотрим процесс распределения стерневых и растительных остатков, измельченной соломы, перемещенных рабочими органами плугов общего назначения с поверхности необработанного поля в пахотный слой в каждом из вышеперечисленных способов с использованием теории вероятностей.
Обработка почвы по схеме рисунок 1, предусматривает полный оборот пласта почвы на 180º, согласно агротехническим требованиям на глубину до а=30см. Находящаяся на поле незерновая часть урожая – стерня и растительные остатки, измельченная солома, корни растений при этом укладываются на дно борозды на глубину до 30 см слоем толщиной до 5 см.
Рисунок 1. Схема обработки пласта почвы и характер распределения соломы в пахотном слое при вспашке с оборотом на 180º;
а- глубина, в- ширина оборачиваемого пласта почвы
Анализируя технологическийпроцесс обработки пласта почвы с оборотом на 180º (рисунок 1) видно, что основная величина незерновой части растений располагается ниже 15 см от поверхности поля. А по характеру распределения соломы в пахотном слое при такой вспашке можно предположить, что распределение подчиняется по теории вероятностей функции распределения дискретных случайных величин — закону Гамма-распределения [2, с.48]:
По технологии отвальной вспашки с взметом пласта (рисунок 2), производиться оборот пласта почвы на угол 135º. Согласно агротехническим требованиям [3, с.36] к такой технологии, при глубине вспашки на глубину 30 см заделка растительных остатков и стерни осуществляется на глубину ниже 15 см от поверхности поля.
Рисунок 2. Схема обработки пласта почвы и характер распределения соломы в пахотном слое при вспашке с оборотом на 135º
Из рисунка 2 видно, что характер распределения соломы в пахотном слое при обработке с взметом пласта почвы на 135º можно предположить подчиняется функции распределения случайной величины — законуВейбула. Основная масса соломы в пахотном слое распределяется на глубине ниже 15см, в слое 15-30 см.
Случайная величина подчиняется функции распределения Вейбула с параметрами λ и k, если её плотность распределения вероятностей fx(x) записывается в виде:
где λ >0 – коэффициент масштаба;
k>0 – коэффициент формы.
Культурная вспашка почвы выполняется корпусами с предплужниками (рисунок 3), по которой первоначально предплужник вырезает часть пласта на глубину до 10 см с находящимися на нем растительными остатками, перемещает их и укладывает на дно борозды. Затем производиться вырезание и оборот основной части пласта на глубину до 30 см, которая крошится и заделывает растительные остатки в этом слое толщиной до 10 см.
Рисунок 3. Схема обработки пласта почвы и характер распределения соломы в пахотном слое при вспашке с использованием предплужника
Из рисунка 3 видно, что характер распределения соломы в пахотном слое при культурной вспашке, с использованием предплужникатакже можно предположитьподчиняется функциилогарифмически нормального распределения. Основная масса соломы распределяется на глубине ниже 20см в пахотном слое 20-30см.
Случайная величина имеет логарифмически нормальное распреде-ление, если её логарифм распределён нормально, то есть если;
где величина имеет нормальное распределение с параметрами
Анализ технологических процессов отвальной обработки почвы с рассмотрениемраспределения незерновой части растений (измельченной соломы, стерневых и растительных остатков, корней) в пахотном слое показывает, что эти процессы позволяют выполнять заделку незерновой части урожая сельскохозяйственных культур при глубине вспашки на 30 см слоем 5 — 15 см от дна борозды. При этом в каждом из способов достигается свой размерный слой заделки соломы, а характеру размещения по теории вероятностей можно соотнести функцию распределения дискретной случайной величины.
Список литературы:
1.Бойков В.М.,Старцев С.В., Чурляева О.Н. Использование незерновой части урожаядля повышения плодородия почвы. Аграрный научный журнал, №3, 2015.- с.47-49.
- ЛисьевВ.П. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие. Московский государственный университет экономики, статистики и информатики. – М., 2006. – 199 с.
- Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин: учебник для вузов сельскохоз-го машиностроения; Под ред. Е.С.Босого – 2-е изд., перераб. И доп.-М.: Машиностроение,1977. – 568 с.[schema type=»book» name=»Теоретическое исследование способов заделки соломы в почву с применением функций распределения случайных величин» author=»Бойков Василий Михайлович, Старцев Сергей Викторович, Чурляева Оксана Николаевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-03″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]