Экологические проблемы механизации

Для осуществления рабочих процессов в с/х производстве необходимо оснащение высокопроизводительными, надёжными, долговечными и экологически оправданными машинами. В основе технического вооружения должны лежать закономерности земледельческой механики, заложенные академиком Горячкиным. Технику следует обязательно рассматривать в связи с живой природой. Задача агротехники, опирающейся на машинные технологии – беречь и приумножать богатство плодородия земли. Человек с помощью техники облегчает свой труд, но при этом как бы отчуждает себя от природы.

Широкомасштабное использование техники в сельском хозяйстве способствует росту производительности и эффективности труда, однако оно сопряжено и с отрицательными последствиями, исключение и минимизация которых является одной из задач «экологизации» аграрного сектора.

Левин и Марусидзе представили примерный перечень производственных процессов, связанных с применением средств механизации и возможных отрицательных последствий.

1) Использование мобильных энергетических средств (автомобили, тракторы, самоходные с/х машины): а) химическое, механическое и акустическое загрязнение атмосферы; б) загрязнение окружающей среды жидкими нефтепродуктами; в) уплотняющее и разрушающее действие на почву в результате давления, динамического воздействия и вибрации.

2) Обработка почвы: а) развитие водной, ветровой и технической эрозии; б) образование плужной подошвы; в) увеличение тягового усилия в результате уплотнения почвы.

3) Внесение минеральных и органических удобрений и защита растений: а) загрязнение воды и почвы химическими веществами и болезнетворными организмами; б) отрицательное воздействие пестицидов.

4) Возделывание и уборка корне- и клубнеплодов: а) развитие эрозии, уплотнение плодородного слоя почвы; б) вынос земли с поля при транспортировке корне- и клубнеплодов с поля; в) повреждение клубней картофеля и корнеплодов и связанные с этим потери продукции при хранении.

5) Уборка зерновых и кормовых культур: а) количественные потери зерновых – улучшение условий питания для вредителей; б) потери зелёной массы при её погрузке на транспортные средства; в) качественные потери – дробление и травмирование зерна; г) гибель животных под ножами косилки.

6) Сушка, очистка, сортировка и хранение зерна и семян. Получение травяной муки: а) загрязнение окружающей среды топочными газами в процессе её сушки; б) получение недостаточно очищенного посевного материала – увеличение засорённости посевов; в) повреждение зерна и семян и потери продукции при хранении.

7) Эксплуатация МТП. Загрязнение окружающей среды в результате: а) использования энергонасыщенных машин с большой массой и скоростью движения; б) наличия неисправностей и недостатков в организации использования МТП; в) проведения технического обслуживания при отсутствии специальных площадок; г) недостатков в организации нефтехозяйства (плохое состояние резервуаров); д) загрязнения металлами из-за коррозии при хранении с/х машин.

8) Мелиорация: а) осушение, уничтожение плодородного слоя почвы; б) орошение – переувлажнение, заболачивание и засоление почв; подъём уровня грунтовых вод.

9) Механизация производственных процессов в животноводстве: а) загрязнение и заражение среды навозом; б) загрязнение при доильной аппаратуры и кормов; в) загрязнение воздушного бассейна газами в процессе жизнедеятельности животных.

В результате неоднократного передвижения машин по полю происходит значительное переуплотнение почвы до 100 см, а машинные «следы» покрывают до 80 см поля. Под влиянием тяжёлой техники плотность почвы возросла к настоящему времени до 40%. Допустимые нагрузки на почву при летних и осенних работах не должны превышать 0,4-0,6 кг/см². Фактическое давление колёсных тракторов 0,85-1,65 кг/см², гусеничных – 0,6-0,8, зерноуборочных комбайнов – 1,8-2,4.

При переуплотнении ухудшается крошение почвы. Пашня становится глыбистой, что приводит к неравномерной заделке семян, снижению их полевой всхожести, а в итоге – к незначительному недобору урожая.

Уплотнённые почвы оказывают большое сопротивление проникновению в них корневых систем растений, таких почвах ухудшается водно-воздушный и питательный режимы, развиваются эрозионные процессы.

Корни древесных и кустарниковых растений не проникают в почву, плотность которой превышает 1,6 г/см³. Корни озимой пшеницы не проникают при плотности 1,5 г/см³. Повышение плотности почвы на 0,1 г/см³ приводит к недобору урожая до 8%. По подсчётам немецких специалистов недобирается около 50% урожая. Урожайность зерновых снижается на 20%, картофеля – на 40-50%, теряется до 40% N,P,K.

Меры по снижению уплотнения почв включают:

1) Организационно-технические мероприятия – разработка и внедрение технологий возделывания с/х культур с минимальным проходом по полям тяжёлой колёсной техники (совмещение операций).

2) Агротехнические приёмы по повышению устойчивости почв к уплотнению. Это окультуривание почв и повышение содержания в них гумуса. Применяют рыхление, в том числе и орудиями с активными рабочими органами (фреза), пахотного и подпахотного слоёв (глубокорыхлители). Использование комбинированных машин. Агрегат РВК-3,0 за один проход совмещает рыхление почвы на 12 см с выравниванием поверхности и прикатыванием. При этом сокращается потребность в технике и ГСМ до 27%, затраты средств труда – до 35%.

3) Совершенствование с/х техники, её ходовых систем с доведением давления на почву до допустимых значений.

Вспашка поля при помощи отвальных плугов сопровождается разрушением поверхностных слоёв почвы. При этом уничтожаются травяной покров и дернина, запахиваются стерня и другие пожнивные остатки, защищающие почву от выдувания и смыва, не исключено выворачивание на поверхность менее плодородных слоёв.

Общие потери почвы с продукцией и на рабочих органах с\х машин достигают примерно 16%.

Основной вклад в экологический ущерб от карбюраторных ДВС – свинец; от дизельных – сажа и оксиды азота.

По мнению академика Куйбышева в перспективе в развитии почвосберегающей техники выделяются три направления: минимизация обработки почвы; снижение давления на почву и облегчение машин; создание распределительных систем.

Тема 4