Основные направления развития технических средств для безотвальных технологий

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Уральская  государственная сельскохозяйственная академия»

(ФГБОУ ВПО  Уральская ГСХА)

 

 

Кафедра агрохимии, земледелия и агроэкологии

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по  дисциплине «Инновационные ресурсы  обработки почвы и повышения  её плодородия»

 

 

 

 

Выполнила: магистр 2 года обучения направление 110400.68-Агрономия

Денисова-Андрюшечкина И.С.

Проверил: к.с.-х.н., доцент кафедры агрохимии, земледелия и агроэкологии

Чулков В.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2013 г.

 

 

Основные направления  развития технических средств для  безотвальных технологий

1. В чем заключается основные задачи механической обработки почвы?

Одной из актуальных задач механической обработки почвы является создание однородного, мощного, хорошо окультуренного корнеобитаемого слоя, обеспечивающего необходимые условия для развития растений и получения высоких и стабильных урожаев а так же определение рациональной технологии обработки почвы и выбор соответствующего почвообрабатывающего оборудования продолжают оставаться актуальными задачами.

 

2. Каким критериям должны удовлетворять системы обработки почвы?

Система обработки  почвы должна удовлетворять многоплановым критериям: сохранению и улучшению физико-механических свойств почвы и фитосанитарных условий почвенной среды, уничтожению сорной растительности, созданию благоприятных условий для размножения и деятельности почвенных микроорганизмов, прорастания семян, роста и развития растений.

 

3. Чем было обусловлено внедрение новых технологий обработки почвы в ХХ веке ?

Широкое внедрение  новых технологий было обусловлено  следующими основными причинами: необходимостью эффективной борьбы с ветровой и  водной эрозией почв, предотвращением переуплотнения пахотного и подпахотного слоёв, поиском радикальных методов снижения затрат топлива, необходимостью улучшения условий влагонакопления и влагосбережения, высоким уровнем мирового сельскохозяйственного машиностроения, позволяющим быстро реагировать на развитие технологий и изменение конъюнктуры рынка почвообрабатывающей техники.

 

4. Чем обусловлено появление системы почвозащитных обработок?

Появление и  развитие систем почвозащитной обработки (conservation tillage) были обусловлены, в первую очередь, стремлением предотвратить или сдержать ветровую и водную эрозию почвы.

 

5. Почему не оправдался прогноз масштабного внедрения почвозащитной обработки почвы в США?

Согласно прогнозу Министерства сельского хозяйства  США к 1995 г. ожидалось применение почвозащитной обработки на 83 % посевной площади, в том числе нулевой - на 46 %, чего, однако, не произошло. Основные причины такого несоответствия правительственные и научные организации видят в том, что в производственных условиях почвозащитная обработка нередко не обеспечивает роста урожайности и рентабельности, а весь комплекс агротехники должен соблюдаться более строго.

 

6. В чем особенности почвозащитных систем обработок почвы?

Под почвозащитными способами обработки почвы чаще всего понимаются такие, при которых в районах, подверженных водной эрозии, после посева на поверхности почвы остается не менее 30 % растительных остатков предшествующей культуры, а в районах, где имеется опасность ветровой эрозии, на поверхности почвы сохраняются растительные остатки в количестве, эквивалентном 1,1 т на 1 га остатков зерновых культур.

 

7. Что необходимо учитывать при использовании системы почвозащитных обработок при различных операциях?

При использовании  систем почвозащитной обработки  необходимо учитывать, что на различных операциях используются традиционные, модифицированные и специальные почвообрабатывающие  орудия. Характер  их работы имеет особенности, обусловленные наличием пожнивных остатков, неровностей почвы, её различной влажностью и плотностью.

8. Что понимают под минимальной обработкой почвы?

Под минимальной  обработкой почвы понимают зональные  системы обработки, обеспечивающие минимальное механическое воздействие  на почву. Характерные особенности  минимальной обработки – отказ  от единых рекомендаций, творческий подход, основанный на применении научных достижений и передового практического опыта с учетом местных условий. В основе концепции минимальных технологий обработки почвы лежит признание того факта, что традиционные технологии отличаются чрезмерной интенсивностью механических воздействий на почву.

 

9. Что может служить критерием необходимости обработки почвы?

Критерием необходимости  обработки почвы может служить  разница между естественной  (равновесной) и оптимальной плотностью для той или иной культуры. Если эти показатели близки, то дополнительные обработки корнеобитаемой зоны необязательны.

 

10. Благодаря чему возможно уменьшение поперечное сечение обрабатываемого пласта?

Обеспечить  уменьшение поперечного сечения  пласта возможно благодаря совершенствованию рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

 

11. Каким может быть форма сечения профиля обрабатываемого слоя?

Форма сечения  пласта характеризуется профилем обрабатываемого  слоя, который может быть ровным, гребнистым, волнообразным, ступенчатым щелевым и т.д .

 

12. Во сколько раз снижаются энергозатраты при замене сплошной обработки почвы, обработками с различными профилями? 

Замена сплошной обработки ступенчатой на ту же глубину  позволяет снизить энергозатраты  в  1,3-2 раза. Еще больший эффект обеспечивает полосная обработка почвы с образованием трапециевидного профиля, обуславливающая снижение затрат энергии в 1,5-3 раза по сравнению со сплошной обработкой на ту же глубину. Разновидностью полосной обработки является щелевание почвы, при котором удается снизить энергозатраты в 2,5-5 раз.

 

 

Внедрение технологий точного земледелия: опыт Тимирязевской  академии

 

 

1. Какие современные технологии, оборудование и техника были использованы в опыте?

В соответствии с программой деятельности Центра в 2008 году был заложен полевой стационарный опыт, демонстрирующий на практике преимущества точного земледелия. 
Опыт проводится с использованием современной сельскохозяйственной техники – тракторов JOHN DEERE, оборудованных системой «Автопилот», навесных агрегатов разработки компании AMAZONE, произведённых на заводе «Евротехника» в Самаре.

Технология  точного земледелия включает в себя три основных компонента. 
Первый компонент системы точного земледелия – технологии параллельного вождения на базе системы навигации GPS, обеспечивающие точность посева, выравненность рядков зерновых, картофельных гребней и т.д. Точность простых систем, то есть опирающихся только на обычные 24 спутника, невысока – ±30 см., и использование их ограничено. Есть несколько самых распространенных способов корректировки спутниковых навигационных сигналов для достижения высокой точности. Поправки могут быть получены как от геостационарных спутников, что повысит точность до ±10 см, так и от базовой спутниковой станции РТК, расположенной в непосредственной близости от поля.

Второй компонент  системы точного земледелия –  в режиме реального времени корректировка  доз внесения удобрений и средств  защиты растений в зависимости от состояния растений, наличия сорняков на каждом конкретном участке обрабатываемого поля. Для этого применяются специальные сканеры и сенсоры, которые в процессе работы опрыскивателя или машины для внесения удобрений корректируют количество вносимых препаратов. При традиционном земледелии, как известно, нормы внесения удобрений и средств защиты растений едины для всего поля.

Третий компонент  точного земледелия – наиболее трудоёмкий и сложный, мы к нему только ещё  подходим – это оценка состояния  почвы каждого конкретного участка  поля. Один из способов такой оценки – отбор огромного количества почвенных проб, после чего каждый образец анализируется, определяется содержание в нём азота, фосфора, калия, микроэлементов, в результате чего формируется карта плодородия каждого конкретного поля. Эта карта загружается в специальную программу SMS Advanced, формирующую задания для бортового компьютера машины для внесения удобрений. В результате на каждый квадратный метр поля будет внесено именно то количество тех удобрений и микроэлементов, которые необходимы именно этому участку. Повторимся, это весьма трудоёмкая процедура.

Есть другой способ получения того же результата, который нам представляется предпочтительнее. Можно идти от обратного и анализировать  не состояние почвы, а во время  уборки оценивать урожайность не в среднем, а на каждом конкретном участке. Исходя из этих данных составляется карта урожайности того или иного поля. По этой карте, зная, какие участки поля дали больший урожай, а какие меньший, можно планировать программу внесения удобрений, возвращая почве то, что мы у неё забрали.

Актуально направлением исследований технологий точного земледелия является изучение дифференцированного  внесения удобрений и средств  защиты растений в режиме реального  времени. В Центре точного земледелия для решения поставленной задачи имеется две системы – оптический датчик RT-200 GreenSeeker (производства США) и N-Sensor ALS (Германия). RT-200 GreenSeeker позволяет определять индекс биомассы растений (NDVI) посредством излучения света по двум длинам волн и измерения отраженного света от листовой поверхности растений. Данный показатель можно использовать для мониторинга состояния посева, определения потенциального урожая, установления факторов стресса, воздействия вредителей и болезней.

2. В чем преимущества данных технологий?

Очень важное достоинство системы «Автопилот» по сравнению с маркером. При работе по системе нулевой обработки почвы след от маркера, особенно в сумерки, не очень хорошо виден. «Автопилот» же позволяет работать в круглосуточном режиме. Одно это обстоятельство может существенно повысить эффективность сельского хозяйства: два механизатора могут работать по очереди на одном тракторе без перерыва 24 часа в сутки и проводить посевную в кратчайшие и лучшие агротехнические сроки. RT-200 GreenSeeker позволяет определять индекс биомассы растений

 

3. Сделать выводы по данному опыту

Комплекс оборудования и технологий точного земледелия обеспечивает дифференцированное внесение удобрений, учитывающее пестроту почвенного плодородия и биомассу растений, средств защиты растений с учетом фитосанитарного состояния агроландшафта, проведение основных агротехнических мероприятий с использованием приборов параллельного вождения на основе спутниковой системы глобального позиционирования, обеспечивающих высокую точность выполнения агроприемов.

 

Основные направления  развития технических средств для  безотвальных  технологий

1. Какова одна из основных задач обработки и почему?

Плотность почвы  весьма существенно влияет на урожайность  и относится к одной из основных агротехнических характеристик  почвы. Установлено, что увеличение или уменьшение плотности почвы  по сравнению с оптимальной на 0,1-0,3 г/см³ приводит к снижению урожайности на 20-40%.

Поэтому регулирование  её плотности, т.е. уплотнение рыхлых почв до оптимального состояния и является основной задачей обработки почвы.

 

2. Какие ситуации по плотности почвы могут возникать в реальных условиях?

Первая ситуация (а) – плотность почвы в пахотном и подпахотном горизонтах выше оптимальной.  Следовательно, необходимо проводить  рыхление пахотного и разуплотнение  подпахотного горизонта.

Вторая (б) –  плотность почвы  в пахотном и подпахотном горизонтах находится в оптимальном диапазоне, поэтому нет необходимости обработки (рыхления) почвы. Способы обработки в этом случае определяется только видом засоренности поля и требованиями к предпосевной обработке почвы под соответствующую культуру.

Третья (в) –  в верхнем слое (0-10 см) плотность  почвы выше оптимальной, а ниже, в  пахотном и подпахотном горизонтах, она находится в оптимальных  пределах. Требуется рыхление только верхнего слоя почвы.

Четвертая (г) –  плотность в верхнем слое пахотного горизонта (до 20 см) находится в оптимальном состоянии, а нижняя часть пахотного и подпахотного горизонтов переуплотнена. В такой ситуации нужно найти способ рыхления и подобрать рабочие органы, обеспечивающие рыхление только нижних слоёв почвы

 

3. Всегда ли целесообразна глубокая обработка почвы?

При благоприятном  естественном распределении плотности  почвы в пахотном горизонте глубокая обработка (как отвальная, так и  безотвальная) не является необходимой, её проведение вызывает не только лишние затраты трудовых, материальных и энергетических ресурсов, но и приводит иногда к снижению урожая.