Способ определения техногенного уплотнения пахотного горизонта почвы Советский патент 1991 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при оценке возможностей применения сельскохозяйственной техники в конкретных условиях сельскохозяйственного производства, экологического прогноза хозяйственной деятельности.

, Целью изобретения является по°ыше- ние точности способа. ,.

Переуплотнение почв в настоящее время рассматривается в ряду основных факторов, лимитирующих получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Почвы способны выдерживать неодинаковые нагрузки в зависимости от вещественного состава и структурной организации. В этой связи большую теоретическую и практическую значимость приобретает прогнозирование возможного уплотнения почв под действием ходовых систем машинно-тракторных агрегатов как на типологическом уровне (типа, вида, разновидности), так и на региональном, вплоть до конкретных сельскохозяйственных полей.

Пример. Исследуют дерново-подзолистые почвы Московской области (образцы №1,2), Литвы (№3), серые лесные почвы Тульской области (№ 4, 5, 6), типичные черноземы Курской области (7) и Украины (№ 8,9),

В образцах определяют общую ную удельную поверхность методом БЭТ по десорбции паров воды (результаты приведены в таблице). Установлены величины уплотняющих давлений в соответствие с конструктивными особенностями тракти«мгаА

ров, используемых в опытах; с нагрузками жестких штампов-имитаторов.

Величина уплотняющего давления может быть определена экспериментально или взята из справочных данных.

Перед началом испытаний определяют влажность пахотного слоя горизонта почвы методом горячей сушки и начальную плотность почвы буровым методом. Максимально возможную плотность принимают равной плотности почвы, определяемой на временно полевых дорогах и определяют буровым методом или расчетом по формулам:

Черноземы: ушах 2,314 - 0,926 10 х xS + 0,314 1(T4S2 (2).

Серые лесные почвы: утах 2,281 - -0,556 х 1(Г2 х S + 0,178 х х S2 (3).

Дерново-подзолистые почвы: Утах -3,724 - 0,485 х 1(Г1 х S + 0,283 х х xS (4).

Коэффициент детерминации для этих уравнений находится в интервале 0,890,93.

По следу трактора и в местах отпечатков штампов определяют конечную плотность почвы. Результаты исследований представлены в таблице.

О техногенном уплотнении пахотного горизонта почвы судят по величине прироста плотности Л у, определяемой по формуле:

Ду

(.Хте«-Уо1«Р,

ЗЗОбуо + Р( 4.091 (/max-Уо)-0.5644 10 W2 +0.635

где Ау- прирост плотности почвы в результате уплотнения, г/см ;

у0 - начальная плотность почвы, г/см ;

Р - уплотняющее давление кПа;

W - влажность почвы, % от массы;

S - общая удельная поверхность, м /г; Утах максимально возможная плотность почвы,г/см .

Согласно результатам способа-прототипа почвы 1-6 обладают средней, 7-8 высокой, 9 очень высокой предрасположенностью к уплотнению.

Почвы 2 и 9 при одинаковом уплотняющем давлении дают разную величину уплот- нения, однако прототип не позволяет получить количественный результат.

Ошибка прогноза.предложенным способом не превышает ошибки полевого определения плотности.

В предлагаемом способе по сравнению с прототипом применением дополнительных характеристик - максимально возможная плотность, уплотняющее давление и заменой характеристики механического состава почвы на показатель общей активной удельной поверхности удается более подробно охватить факторы, определяющие точность определения. Следует также учесть, что удельная поверхность является достаточно консервативным показателем и позволяет осуществлять долгосрочные про0 гнозы.

Способ позволяет прогнозировать уплотнение пахотных горизонтов почв сельскохозяйственной техникой, выбирать оптимальный с точки зрения уплотняющего

5 воздействия на почву комплекс машин и механизмов. При прикатывании почв возможен выбор давления катков, обеспечивающих уплотнение почв до точно заданного уровня.

0 Повышение точности фактически приводит к расширению функциональных возможностей данного технического решения по сравнению с прототипом, так как позволяет применить способ для целей, где реа5 лизация прототипа не имеет смысла ввиду его низкой точности, например прикатывании почв, уплотнении грунтов при строительстве.

0 Формула изобретения

Способ определения техногенного уплотнения пахотного горизонта почвы под воздействием машинно-тракторных агрегатов, включающий измерение .начальной

5 плотности и влажности почвы до воздействий, отличающийся тем, 4jo, с целью повышения точности способа, дополнительно определяют общую активную удельную поверхность твердой фазы почвы и макси0 мально возможную плотность почвы, определяют уплотняющее давление на почву машинно-тракторных агрегатов с учетом конкретного технологического процесса, а о техногенном уплотнении пахотного гори5 зонта почвы судят по величине УО прироста плотности, определяемой по формуле:

Ду

Ошаи-Уо Р

ЗЗОбу0+Р 4.091(Утзх-Уо)-0.5644 W2 +0.635

где Уо - начальная плотность почвы, г/см3;

Утах максимально возможная плотность почвы, г/см3;

р - уплотняющее давление на почву машинно-тракторных агрегатов, кПа;

W - влажность почвы, %;

S - общая активная удельная поверхность твердой фазы почвы, м2/г.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при прогнозе техногенного уплотнения почв, проектировании сельскохозяйственной техники. Целью изобретения является повышение точности способа. Способ включает определение влажности, начальной плотности почвы, величины общей активной удельной поверхности твердой фазы почвы, установление максимально возможной плотности. Последний показатель может быть определен экспериментально на полевых дорогах, установлен по литературным источникам или рассчитан по уравнениям связи с общей удельной поверхностью О техногенном уплотнении судят по величине прироста плотности, которую находят по формуле, приведенной в тексте описания. Способ позволяет с высокой точностью прогнозировать уплотнение пахотных горизонтов почв сельскохозяйственной техникой, выбирать оптимальный с точки зрения уплотняющего воздействия на почву комплекс машин и механизмов. 1 табл.