Оценка на уплътняването на почвата, предизвикано от многократните преминавания на селскостопанската техника

При движение по почвената повърхност машините изменят микрорелефа й, като образуват различно дълбоки следи в зависимост от почвените условия и относителното налягане на машините. При уплътняване на излужена смолница с трактор ТК-80, клас 1,3 се установи нарастване на плътността и твърдостта на почвата при увеличаване на броя на преминаванията по една и съща следа (фиг. 42 и 43).

 

Фиг. 42. Промяна на обемната плътност след еднократно, трикратно и петкратно преминаване на трактор

 

Фиг. 43. Промяна на твърдостта след еднократно, трикратно и петкратно преминаване на трактор

Подобна тенденция в изменението на обемната плътност и твърдостта на ливадно-канелена почва се наблюдава и при уплътняването с трактор ЮМЗ 6Л, клас 1,3 (фиг. 44 и 45).

Уплътняването на почвата, предизвикано от многократното преминаване на прибиращата техника (комбайни), има съществено значение за състоянието на полето. От степента на уплътняването зависи качеството на извършваната почвообработка.

 

Фиг. 47. Промяна на твърдостта след еднократно, трикратно и петкратно преминаване на памукокомбайн

От проведените изследвания се установи, че от изпитваните агротехнически въздействия, най-голямо влияние върху уплътняването има обработката на почвата. Обемната плътността на почвата през изследвания период се характеризира с голяма динамичност. В слоевете 0-10 и 10-20 cm, тя е по-ниска (1,0-1,1 g/cm³) в сравнение с тази на слоевете 20-30 и 30-40 cm (1,2-1,4 g/cm³), а през отделните фази на развитие на отглежданите култури е в границите 1,0-1,4 g/cm3 и не оказва отрицателно влияние върху растежа и развитието им. Установени са зависимости между изследваните физични параметри, като най- значими са стойностите на коефициентите при зависимостта влага – плътност. Засиленият тлафик на селскостопанската техника по една и съща следа в полето, предизвиква уплътняване на почвата, като плътността и твърдостта нарастват с увеличаване на броя на преминаванията.

През изследвания период основните пространствено разпределени експедиционни измервания са провеждани в опитен участък на ИПТП – Чирпан.

Пространствено разпределените електронни измервания на температура включват измерване с инфрачервения термометър Raynger на температурата на почвената повърхност в междуредието, където почвата е изложена на прякото слънчево лъчение, и в реда, където почвата е засенчена от растенията, както и на повърхността на памуковия посев.

Особен интерес през експерименталния период представляват измерванията за оценка на елементите на топлинния баланс, на системата “почва – растение – приземен слой въздух”. В таблица 3 са посочени стойностите на елементите на топлинния баланс, определени на 16.06.2004 г. в опитна база ИПТП Чирпан.

 

Таблица 3. Стойности на елементите на топлинния баланс в опитен участък с памуков посев на 16.06.2004 г.

Агрометеорологичен параметър	Дименсия	Тип	Час на деня
			11:00	13:00
Слънчева радиация	W/m2	сумарна разсеяна отразена	600 100 140	680 120 180
Температура на приземния въздух	оC	h = 2 m h = 0,5 m	26,6 28,4	30.0 31,6
Относителна влажност на приземния въздух	%	h = 2 m h = 0,5 m	18,5 20,0	15,0 13,5
Температура на растителната покривка	оC	повърхност	26,4	30,0
Температура на почвата	оC	z = 3 cm z = 5 cm z = 10 cm z = 20 cm	33,6 28,8 25,4 22,2	39,8 32,8 27,8 23,8
Топлинен поток в почвата	W/m2	-	110	130
Интензивност на евапотранспирацията	пm/day	-	3,7

Измерената сумарна слънчева радиация в 11:00 и 13:00 ч. астрономическо време, се различава в съответните часове, като максималната й интензивност достига до 680 W/m². Отразената радиация нараства с развитието на памуковия посев, тъй като коефициентът на отражение на растителната покривка е по-голям от този на почвата.

Влажността на приземния въздух е по-висока в сравнение с предните години поради по-честите превалявания и по-високата влажност на почвата. Подобно е влиянието на климата през сезона и върху температурата на приземния въздух. Температурата през обедните часове на август достига стойности до 39^оС. Температурата на растителната покривка, измервана с инфрачервен термометър, сутрин е по-висока от тази на приземния въздух, а след обед температурата на приземния въздух става по-висока от тази на растителната покривка, като разликата не превишава 2^оС. Топлинният поток в 13:00 ч. достига 130 W/m².

Статистическата обработка на данните от пространствено разпределените измервания през периода 2003-2006 г. на температурата на растителната повърхност и на температурата на повърхностния слой на почвата в междуредието на памука по протежение на измервателните линии, позволи да се получат контурни изображения на топлинните полета на участъка в часовете на измерване. Като се сравнят контурните изображения на повърхността на почвата от различните часове и дати на измерване се установи, че видът им се запазва във времето, като през обедните часове хомогенността на температурата се повишава и вариациите намаляват. Най-вероятно това се дължи на повишените стойности на разсеяната слънчева радиация, която подобрява картината на радиационната температура. Развитието на памуковите растения променя вида на топлинната картина, като тушира границите между отделните хомогенни зони.

Тъй като основен обект на изследванията е опитният участък на ИПТП зает с памук, при експедициите е оценявано състоянието на почвения разтвор, като са измервани pH и електропроводимостта на почвата на дълбочина 10, 20 и 40 cm (таблица 4). От данните се установява, че почвеният разтвор в коренообитаемият слой на почвата има неутрален характер и почти не се изменя по профила и по време на вегетацията. Електропроводимостта намалява към края на вегетацията, което вероятно се дължи на обедняване на йонния разтвор поради консумацията на хранителни вещества от растенията
Таблица 4. Резултати от оценка на pH и електропроводимостта на почвата в участък с памуков посев за периода май – септември 2005 г.

Дълбочина	Параметър	Дата на измерването
		18.05	28.05	18.06	16.07	20.08	2.09
повърхност 10 cm 20 cm 40 cm	pH (KCl)	6,1 6,4 6,5 6,5	- 6,7 6,6 6,5	- 6,5 6,2 6,1	6,0 6,0 6,3 6,2	6,0 6,4 6,5 6,5	6,1 6,5 6,5 6,2
повърхност 10 cm 20 cm 40 cm	Електропроводимост, mS/cm	0,15 0,20 0,15 0,10	- 0,16 0,15 0,13	- 0,14 0,12 0,10	0,15 0,19 0,18 0,15	0,11 0,13 0,10 0,10	0,9 0,11 0,9 0,11

Проведите измервания позволиха да се създаде база данни за температурата на почвата и растителната покривка на посев от памук и твърда пшеница, измерени в часове, когато се правят измерванията в Националната метеорологична мрежа.

Определените основни елементи на топлинния баланс на системата „почва - растение - приземен слой въздух” са използвани за оценяване на евапотранспирацията.

Изпитваните агротехнически фактори оказват съществено влияние върху получените добиви от отглежданите култури в полските опити.

Полученият септемврийски сбор, формиран без торене, средно за периода 2004-2006 г. е 110,5 kg/da (таблица 5). При приложено самостоятелно азотно торене средно за 3 -годишния период, септемврийският добив при памука нараства с 10% при (N₈) до 14,7% при (N₁₆), при приложено фосфорно торене - с 2,8% (Р₈) до 7,2% (Р₁₆), при К₈ - с 6,9% и е максимален при N₁₆ - с 14,8% в повече спрямо неторения вариант. При торене с N₁₆P₁₆ полученият сбор е максимален - с 19,2% в повече спрямо варианта без торене. С повишаване на азотната норма се наблюдава понижение на раннозрялостта на памука.

Варианти	2004 г.	2005 г.	2006 г.	Средно 2004-2006 г.
				kg/da	%
N0P0K0	144,2	76,5	110,8	110,5	100,00
N8	157,8	81,0	126,2	121,7	110,1
N16	165,6	84,8	130,1	126,8	114,7
N24	142,4	80,5	125,4	116,1	105,1
P8	151,7	78,0	111,0	113,6	102,8
N8P8	166,3	84,6	131,5	127,5	115,4
N16P8	169,7	89,8	130,4	130,0	117,6
N24P8	151,2	83,4	128,4	121,0	109,5
P16	155,4	80,2	119,5	118,4	107,2
N8P16	158,0	81,6	133,3	124,3	112,5
N16P16	169,1	91,6	134,5	131,7	119,2
N24P16	146,5	87,2	130,0	121,2	109,7
P24	157,4	83,4	129,1	123,3	111,6
N8P24	175,2	89,6	132,8	132,5	119,9
N16P24	164,3	90,2	125,7	126,7	114,7
N24P24	148,3	84,3	123,7	118,8	107,5
K8	154,2	78,7	121,4	118,1	106,9
N16P16K16	171,7	89,8	134,5	132,0	119,5
N24P24K16	149,9	86,2	130,4	122,2	110,6
GD 5%	20,1	17,6	30,75
GD 1%	32,4	22,7	37,68
GD 0,1%	51,0	29,0	46,18

Дисперсионният анализ на добивите (таблица 6) дава възможност да се направи качествена оценка на това, кои фактори и взаимодействия между тях са съществени и кои - не.

За опитната база ИПТП Чирпан статистически значими са както самостоятелното действие на факторите “година” и “торене”, така и взаимодействието между тях (при ниво на вероятност р<0,1%). Метеорологичните условия оказват най-значимо влияние върху добивите – 47,04% от общото вариране в данните (изразено чрез сумата от квадратите спрямо общото вариране) се дължи на тях. Варирането в резултат на торенето е 31,54% и 10,43% - в резултат на взаимодействието между двата изследвани фактора, а 7,88% от варирането се дължи на случайната грешка в опита.

НМДР 10%=4,38 НМДР 5%=5,23

НМДР 1%=6,90 НМДР 0,1%=8,88

От направения дисперсионен анализ на данните за добивите от памук се установи, че статистически доказано (при p<0,1%) е влиянието както на метеорологичните условия и приложеното торене, така и на тяхното взаимодействие. Най-голямо е варирането в добивите, дължащо се на влиянието на годината – 47,04%, следвано от това на торенето – 31,54% и на взаимодействието между тях – 13,54%.

От изпитваните агротехнически фактори торенето оказва по-голямо влияние върху величината на добивите в сравнение с обработката на почвата. Най-ниски са добивите при неторения вариант. Оптималната норма на торене осигурява най-висок добив от окопните култури (царевица, слънчоглед). Намаляването на торовата норма води до понижаване на добивите с около 5 -7%, а завишаването на торовата норма практически не променя добивите. При отглеждането на житните култури (пшеница) с повишаване на торовата норма добивите постепенно се увеличават.

От изпитваните две системи на обработка на почвата при минималната система (O2) се получават с около 5 % по-високи добиви в сравнение с тези при традиционната (O1).

 

Фиг. 48. Добиви от културите, отглеждани на излужена смолница, опитно поле Божурище

Средни добиви (kg/da) по нива на торене

НМДР 1% = 16,26 НМДР 0,1% = 22,61

С нарастване на нормата на торене нарастват и средните добиви от слънчоглед, като най-високи добиви се получават при нива на торене Т3. Между тези добиви и добивите, които са получени при останалите равнища на торене, е установена доказаност на разликите при 0,1%.

При добивите от пшеница (таблица 8) статистически доказано е самостоятелното действие както на фактора “системи на обработка”, така и на фактора “торене” (при ниво на вероятност P<0,1%), докато взаимодействието между двата изпитване фактора не е статистически значимо. Най-съществено влияние върху добивите оказва торенето - 88,10% от общото вариране на добивите се дължи на него, а 7,37% - на вида на обработката. Едва 0,35% се дължат на взаимодействието между двата фактора.

Средни добиви (kg/da) в зависимост от обработката

НМДР 1%=14,00 НМДР 0,1%=19,48

Установена е доказаност на разликите в добивите от царевица в зависимост от приложената система на обработка (те са по-големи от НМДР 0,1%), като по-високи средни добиви са получени при традиционната обработка на почвата.

Най-високи средни добиви са получени при ниво на торене Т2, като между всички варианти на торене има доказаност на разликите в добивите (разликите са по-големи от НМДР 0,1%). При ниво на торене Т3 настъпва депресия в добивите.

Средни добиви (kg/da) по нива на торене

НМДР 10%=11,72 НМДР 5%=14,27

НМДР 1%=19,80 НМДР 0,1%=27,54

При царевицата статистически доказано е влиянието само на фактора “торене” (при P<0,1%) (таблица 9). От общото вариране в данните 76,20% се дължат на този фактор и едва 4,65% на взаимодействието между факторите “обработка” и “торене”.

Средни добиви (kg/da) по нива на торене

НМДР 1%=31,42 НМДР 0,1%=43,69

Между вариантите на торене Т1 и Т3 няма доказаност на разликите в добивите от царевица, макар че увеличението на торовата норма в Т3 е с 50%, което показва, че максимални добиви се достигат при ниво на торене Т2, след което настъпва депресия в добивите при по-нататъшно повишаване нормите на торене.

Самостоятелното действие на фактора “обработка" е статистически доказано само при отглеждането на пшеница (при P<0,1%). Минималната обработка на почвата за пшеницата обезпечава получаването на по-високи добиви, което потвърждава изследванията на редица автори досега.

Самостоятелното действие на фактора "обработка" при слънчогледа и при царевица, както и взаимодействието между факторите “торене” и “системи на обработка” за трите култури не е статистически доказано.

Резултатите от дисперсионния анализ на данните за добива от слънчоглед, пшеница и царевица се отнасят за конкретната година на експеримента. Поради същественото влияние на почвено-климатичните условия за получаване на по-представителни резултати е необходимо провеждане на многогодишни опити.