При вспашке и обработке почвы колеса тяжелой сельскохозяйственной техники давят на поверхность почвы. В результате такого постоянного давления почва уплотняется и под пахотным слоем образуется так называемая плужная подошва.
Плужная подошва представляет собой уплотненный слой под пахотным слоем почвы, который образуется в результате давления плоскости плужных агрегатов на почву при вспашке постоянно на одну глубину. Недобор урожая на полях с проявлением плужной подошвы может составлять до 30-50%.
Переуплотненная почва резко снижает свое водопоглощающее свойство, усвоение атмосферных осадков. В уплотненных почвах происходит быстрое вымывание минеральных удобрений или накапливается их высокая концентрация. Вследствие быстрого вымывания растения не успевают усваивать минеральные удобрения. Высокая концентрация удобрений в уплотненной почве вызывает отравление растений.
В переуплотненных почвах нарушается газообмен, снижает интенсивность выделения углекислоты, ухудшая тем самым обеспеченность растений углеродом. Нарушается микробиологическая активность. При уплотнении почвы отдельные группы микроорганизмов, в обычных условиях являющиеся индифферентными или нейтральными, могут стать патогенными, вызывая заболевания корневой системы растений.
Чтобы принять меры по разрушению плужной подошвы требуются соответствующие инструменты для определения мест её расположения и глубины залегания. В ООО «СКБ Стройприбор» начат выпуск пенетрометра почвенного ПСГ-МГ4П, с помощью которого можно оперативно определить проблемные места с повышенной плотностью почвы, определить глубину залегания и толщину плужной подошвы (рис. 1).
Пенетрометр почвенный ПСГ-МГ4П (далее – пенетрометр) предназначен для измерений силы, воздействующей на наконечник при внедрении его в грунт и вычисления, на основе прямых измерений силы и диаметра наконечника, удельного сопротивления пенетрации. На рисунке 2 приведен общий вид пенетрометра.
Область применения – контроль плотности почвы, в соответствии со стандартом ASAE S313.3, при возделывании сельскохозяйственных культур и при озеленении городских территорий.
Принцип действия пенетрометра заключается в преобразовании деформации упругого элемента тензометрического датчика силы, вызванной действием приложенной силы, в электрический сигнал. Электрический сигнал регистрируется электронным блоком, обрабатывается, и результаты измерений в единицах силы отображаются на дисплее.
Удельное сопротивление пенетрации определяется как отношение силы действующей на наконечник к площади наконечника.
Для определения уплотнения почвы применяются два конических наконечника диаметром 12,8 мм и 20,3 мм (рис. 3)
Наконечники устанавливаются на разборную штангу. Штанга имеет круговые риски для определения величины заглубления наконечника. Круговые риски наносятся на штангу на расстоянии: 76 мм; 152 мм; 229 мм; 305 мм; 381 мм; 457 мм от плоскости крепления наконечника (в соответствии с рис. 4).
Пенетрометр имеет два режима измерения уплотнения почвы: «непрерывно» и «послойно». При выборе способа измерений «непрерывно» на дисплее отображается значение силы (F) и удельное сопротивление пенетрации (Р). Измерения проводятся в следующей последовательности. Установить вертикально рабочий наконечник пенетрометра на почву и плавно, без рывков, прикладывая силу к рукоятям пенетрометра, внедрить рабочий наконечник в почву. На дисплее будет отображаться текущее значение силы (F) и текущее значение удельного сопротивления пенетрации (P) (рис. 5).
В нижней части дисплея отображается индикатор удельного сопротивления пенетрации. Вся шкала соответствует P=3,45 МПа. На шкале имеются две метки. От начала шкалы до первой метки – уплотнение «нормальное». Между первой и второй метками уплотнение «среднее», от второй метки до конца шкалы соответствует – уплотнение «высокое».
При способе измерений «послойно» на дисплее отображается значение силы (F) и длительность измерений (t).
Чтобы начать измерения, нажать клавишу «↓», на дисплее отобразится значение приложенной силы. Если рабочий наконечник пенетрометра находится в вертикальном положении и не касается грунта, значение силы равно нулю.
Установить вертикально рабочий наконечник пенетрометра на почву и плавно, без рывков, прикладывая силу к рукоятям пенетрометра внедрить рабочий наконечник в почву. Как только сила превысит пороговое значение, запускается таймер и подается короткий звуковой сигнал. Плавно, в течение 5-10 с, внедрять рабочий наконечник пенетрометра в почву на глубину 76 мм (первая риска), наблюдая при этом за показаниями таймера. Измерения автоматически прекращаются и подается короткий звуковой сигнал, если прошло более 10 с, или значение силы стало меньше порогового (внедрение рабочего наконечника в почву прекращено). Для завершения измерений рекомендуется приложить к рукояткам небольшое усилие вверх.
При завершении измерений проводится статистическая обработка результатов измерений, на дисплей выводится среднее арифметическое значение силы и среднее значение сопротивления пенетрации на глубину до 76 мм (рис. 6).
Выводится сообщение о степени уплотнения почвы. При удельном сопротивлении пенетрации от 0,1 до 1,38 МПа выводится сообщение «Нормальное». При удельном сопротивлении пенетрации свыше 1,38 МПа до 2,07 МПа выводится сообщение «Среднее». Если удельное сопротивление пенетрации превышает значение 2,07 МПа, выводится сообщение «Высокое». Аналогично повторяются измерения для последующих слоев.
Результаты измерений записываются в память прибора и с помощью специального программного обеспечения, после проведения всех измерений, передаются в ПК для дальнейшей обработки.
Сельскохозяйственные культуры весьма чувствительны к состоянию почвы, в частности, её плотности. Разрушение плужной подошвы – путь к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. Инструменты для определения мест расположения и глубины залегания плужной подошвы помогут сельхозпроизводителям вовремя обнаружить проблемные места и устранить их.
СКБ СТРОЙПРИБОР
454084, г. Челябинск, ул. Калинина, 11-Г
тел./факс (351) 277-8-555
e-mail: info@stroypribor.ru
