Лобанов В.Н., Кривченкова Г.Н., Нестеров Д.Ю., Чеснов М.А.
(БГИТА, г. Брянск, РФ)
The article contains the method of determination of strain in the thickness of soils with taking into account the changes of their density.
Анализ исследований взаимодействия движителей лесных тракторов с почвами показал, что наибольший отрицательный эффект заключается в чрезмерном уплотнении почвы.
Если почва не уплотнена, то корневые ходы, трещины и пустоты в глубине почвы способствуют усиленному развитию корней, обеспечивают их прирост и нормальное сокодвижение к стволу дерева.
Проход машины вблизи растущего дерева, вызывающей давление на почву 80 кПа приводит к снижению степени роста дерева из-за повреждаемости мелких корней. При этом, чем ближе машина проходит около дерева, тем больше зажатых в почву корешков. В весенне-летний период степень повреждений, как ствола, так и корней дерева возрастает в 4 раза [l]. Наиболее неблагоприятными для корневой системы является период, когда начинается интенсивное сокодвижение, так как сдавливание почвы, насыщенной мелкими корешками, резко снижает их физиологическое функционирование.
Степень негативного воздействия гусеничного движителя мобильных лесных машин на почву характеризуется интенсивностью колееобразования и величиной ее уплотнения, а также уровнем механической повреждаемости поверхностных корневых систем [l].
В свою очередь, степень уплотнения почвы зависит от числа проходов машины по своему следу, максимального давления движителя на почву, исходной ее пористости, влажности и структуры.
Движение лесных машин по волокам лесосеки сопровождается процессом накопления деформаций, в результате чего растет глубина колеи. С увеличением числа проходов машин по своему следу, в зависимости от максимального давления движителя, типа и состояния почвы, происходит либо затухание темпов увеличения глубины колеи, либо прогрессивный ее рост. В первом случае в опорном массиве преобладают деформации уплотнения, а во втором - деформации сдвига. Превышение пороговой плотности почвы в колее машины ведет к прекращению или значительному замедлению лесовосстановительных процессов, поэтому число проходов, после которого плотность достигает пороговой величины можно рассматривать как предел "экологической проходимости" машин.
Плотность почвы является существенной характеристикой от которой зависит комплекс физических условий в почве: водный, воздушный и тепловые режимы, а, следовательно, условия биологической активности [1]. Поэтому в системе обработки лесных почв предусматривается, прежде всего, регулирование плотности почвы.
Установлено, что наивысший эффект в приживаемости и продуктивности растений достигается при оптимальной плотности, имеющей различные значения для разных почв и отличающейся от плотности естественного заложения (табл.1).
Таблица 1- Плотность почв по Б.А. Доспехову и А.И. Пупонину
|
|
Плотность, г/см3 |
|
|
Почва |
естественного заложения |
оптимальная для растений |
|
1. Дерново-подзолистая: песчаная супесчаная суглинистая |
1,5-1,6 1,3-1,4 1,35-1,50 |
1,4-1,5 1,1-1,45 1,0-1,2 |
|
2. Дерново-карбонатная суглинистая |
1,4-1,5 |
1,0-1,2 |
|
3. Серая лесная тяжело суглинистая |
1,4 |
1,0-1,2 |
|
4. Болотная (степень разложения торфа 35-40%) |
0,17-0,18 |
0,23-0,35 |
В переуплотненных почвах возникает явление пространственной «тесноты». При этом вследствие возросшего сопротивления почвы ухудшается развитие растений. Из-за высокой плотности корневая система растений (до 80%) находятся в верхних слоях почвы (7-10 см), что отрицательно влияет на протекание биологических процессов.
Таким образом, плодородие и продуктивность почвы полностью определяется физическими условиями в почве и зависят от плотности, которая в значительной степени определяет пористость, содержание влаги, размеры почвенных частиц и пор между ними, размеры микро- и макроагрегатов, количество живых организмов и микроорганизмов.
В свою очередь, степень уплотнения почвы зависит от числа проходов машины по своему следу, наибольшего и среднего давлений движителя на почву, исходной ее порозности, влажности и агрегатной структуры.
Вывод. При анализе результатов исследований воздействия гусеничных машин на лесные экосистемы можно отметить следующее:
а) давление лесной машины на почву более 80 кПа уплотняет се поверхностные слои, изменяет строение почвенно-растительного покрова, вследствие чего сильно меняется воздушно-водный режим, нарушается функционирование корневых систем растений;
б) влажные или рыхлые лесные почвы сильно деформируются, т.е. машины на них образуют глубокую колею, из-за чего корни деревьев и растений перерезаются, переламываются или разрываются;
в) порозность лесной почвы при давлении выше 80 кПа в очень сильной степени уменьшается из-за деформации почвы движущимися машинами, что приводит к резкому снижению проникновения в нее воздуха и воды.
Литература
1. Герасимов, Ю.Ю. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок. / Ю.Ю. Герасимов, В.С. Сюнев/ – Йоэнесуу: Изд-во университета Йоэнесуу, 1998. - 178 с.