ТРЕБОВАНИЯ К ЭКОЛОГИЧНОСТИ ГУСЕНИЧНЫХ
ДВИЖИТЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ ЛЕСНЫХ МАШИН
Ермичев В.А., Лобанов В.Н., Горемыкин А.С., Кривченкова Г.Н. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
The problems of influencing of full-track wood machines on an ecological condition of wood soils are reviewed.
При выборе лесной техники для различных механизированных работ сложилась тенденция к увеличению единичной мощности машин, совершенствованию рабочих органов, созданию условий для движения по переувлажненным и слабым грунтам [1]. Вместе с этим возрастают негативные пагубные последствия от воздействия движителей машин на почвенно-растительный покров. Экологическая оценка движителей таких машин до настоящего времени не проводилась.
Анализ результатов исследований взаимодействия гусеничных движителей лесных машин с почвой показывает, что отрицательный эффект заключается в ее чрезмерном уплотнении. Плотность почвы является наиболее существенной характеристикой, определяющей ее свойства [1, 2].
Если почва не уплотнена, то корневые ходы, трещины и другие внутрипочвенные полостные образования способствуют усиленному развитию корней и обеспечивают их прирост.
Распространенный на территории Брянской области песчано-суглинистый почво-грунт в обычном состоянии имеет плотность 0,95…1,20 г/см3. Он может значительно уплотняться под нагрузкой. При этом уплотнение почвы отрицательно влияет на развитие мелких корней деревьев, концентрация которых в верхнем (гумусном) слое 300-500 м/м2. Мелкими являются корни, диаметр которых меньше 10 мм. Количество таких корней составляет более 93% от всей корневой системы, а зона их распространения вокруг ствола достаточно обширна. Если у 20-летнего дерева радиус корневой системы равен в среднем 1,7 м, то у 40-летнего дерева он составляет около 3 м, а в 60 лет – уже более 4 м. Еще более значительные изменения физических свойств отмечаются у торфов и торфяногелевых почв, плотность которых не превышает 0,2 г/см3.
Установлено, что статическое давление машины на почву более 60 кПа препятствует развитию мелких корней, а при давлении на почву 30-50 кПа их рост может быть затруднен [3, 5]. Пиковое давление под опорными катками на почву равное 90 кПа уменьшает прирост молодняка на 15% в течение 3-4 лет после воздействия. Лабораторными исследованиями доказано, что в уплотненной почве мелкие всасывающие корешки растений резко замедляют свой рост и развитие [4].
Проход машины вблизи растущего дерева, вызывающий под движителем пиковое давление на почву более 60-90 кПа, приводит к снижению степени роста дерева из-за повреждения мелких корней. При этом, чем ближе машина проходит к дереву, тем количество уплотненных корешков выше. Следовательно, сдавливание почвы, насыщенной разветвленной мелкой корневой системой, оказывается крайне нежелательным.
Вследствие уплотнения почвы уменьшается объем пор, из-за чего сильно меняется воздушно-водный режим, что также ухудшает физиологическое функционирование корневых систем растений, оказывает отрицательное влияние на водный баланс [3].
На влажных почвах машины, особенно при многократных проходах по волоку, могут нарезать глубокую колею. В ней застаивается вода, вызывая амелиорацию отдельных лесных участков.
Использование мощной техники на лесозаготовках, может вызвать длительные отрицательные воздействия на лесные участки. Исследованиями установлено, что на участках интенсивного использования гусеничных машин почва остается уплотненной в течение 16-40 лет. Замеры, проведенные через 16 лет после работы машин, показывают, что почва уплотнена на 9-18% больше, чем на неповрежденных участках [2, 3, 5].
Изложенное выше показывает, что наибольшую опасность для корневой системы растений представляет уплотнение почвы под движителями машин, т.е. ее деформация с образованием колеи.
В общем случае, требования к экологичности движителя можно сформулировать как сравнительную характеристику, включающую в себя глубину и форму колеи, плотность грунта в колее, буксование, сдвиг грунта при повороте, наличие выступающих, врезающихся в грунт частей гусеницы.
1. Лобанов В.Н. Прогнозирование уплотняющего воздействия гусеничных лесных машин на слабую почву. В кн. «Экологические проблемы на рубеже 3-го тысячелетия и пути их решения», ч.2, Брянск: 1999. - С. 519-521.
2. Лобанов В.Н. Оценка опорных свойств машин при работе на слабых грунтах. В кн. «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику», т.1 – Брянск: БГИТА, 1999, с. 46-47.
3. Лобанов В.Н., Горемыкин А.С., Лазарев И.В. Воздействие трелевочных машин на лесные почвы. В кн. «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику». – Брянск: БГИТА, 2002, с. 221-223.
4. Покровский Г.И., Булычев В.Г. О деформации сжатия грунтов. Сб. ВНОС № 2, Основания и фундаменты, 1934, с. 36-40.
5. Герасимов Ю.Ю., Сюнев В.С. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок /Йоэнсуу: Изд-во университета Йоэнсуу, 1998. – 178 с.