Aus der Zeitschrift: Nr. 2 2015
Kategorie: Fachberatung
Andrey Kalinin, Doktor der technischen Wissenschaften
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist die intensive Entwicklung des Kartoffelanbaus undenkbar ohne die Nutzung der reichen Auslandserfahrung der Kollegen aus Europa. Die meisten Elemente mechanisierter Technologien, die von führenden Kartoffelproduktionsländern gefördert werden, haben auf den Feldern fast aller einheimischen Kartoffelbauern Anwendung gefunden. Der Übergang zu solchen Technologien unter Verwendung der neuesten Entwicklungen in der Mechanisierung hat es weitgehend ermöglicht, das Gesamtniveau der Kartoffelproduktion zu steigern, die Arbeitskosten zu senken und die Qualität des resultierenden Produkts zu verbessern. Trotz spürbarer positiver Veränderungen sind unsere Erzeuger jedoch häufig von einer Reihe von Umständen betroffen (ungünstige Wetterbedingungen, sich verschlechternde Bodenbedingungen usw.), die es ihnen nicht ermöglichen, durchschnittliche europäische Indikatoren in der Kartoffelproduktion zu erreichen. In dieser Übersicht werden die Ergebnisse von Studien zur Dynamik der Bodenbedingungen in der Entwicklungszone des Kartoffelwurzelsystems unter Verwendung intensiver mechanisierter Technologien vorgestellt, um die Ursachen der Probleme zu verstehen, mit denen die meisten heimischen Kartoffelbauern konfrontiert sind.
Als Grundlage für die Beurteilung des Bodenzustands diente die Bodenhärte (ein Analogon seiner Dichte), also der Widerstand des Bodens, wenn ein Stempel mit konischer Spitze in ihn eingeführt wird. Gleichzeitig mit der Bestimmung der Spitzeneindringtiefe wurden die Bodenwiderstandswerte gemessen. Dieser Indikator spiegelt die Fähigkeit des Kartoffelwurzelsystems wider, tief in die Bodenschicht einzudringen (es ist bekannt, dass das Kartoffelwurzelsystem bis zu einer Tiefe von 130 cm eindringen kann), um das Potenzial der Pflanzen besser auszuschöpfen und ihre Widerstandsfähigkeit gegen widrige Witterungseinflüsse zu erhöhen Bedingungen.
Eine ungehinderte Entwicklung des Kartoffelwurzelsystems ist möglich, wenn die Bodenhärte 1,0 MPa nicht überschreitet. Die Ausbreitung des Wurzelsystems tiefer in den Bodenhorizont erfolgt jedoch bei höheren Werten dieses Indikators, jedoch mit geringerer Intensität. Als Zone mittlerer Verdichtung gilt der Bereich der Härtewerte von 1,1-2,5 MPa, wenn für das Eindringen der Wurzeln zwischen Bodenelementen eine erhöhte Kraft erforderlich ist und die Pflanze für diese Arbeit mehr Energie aufwendet. Als Zone starker Verdichtung gilt eine Bodenhärte im Bereich von 2,6-4,5 MPa, in der die Entwicklung des Wurzelsystems deutlich behindert, aber noch möglich ist. Gleichzeitig verbraucht die Pflanze noch mehr Energie für die Wurzelentwicklung, wodurch das Entwicklungspotenzial der Knollen der neuen Kultur verringert wird. Der Grad der Bodenverdichtung mit Härtewerten über 4,5 MPa gilt als Zone der Überverdichtung, in der die Ausbreitung des Wurzelsystems völlig unmöglich wird. Zur späteren visuellen Beurteilung ihrer Verteilung im Kartoffelanbau sind in Abb. 1 Symbole von Verdichtungszonen dargestellt.
Untersuchungen zur Dynamik der Bodenbedingungen wurden auf Soddy-Podsol-Böden mit leichter mechanischer Zusammensetzung durchgeführt, die für die Kartoffelproduktion am günstigsten sind. Beim Kartoffelanbau setzt der Betrieb allgemein anerkannte europäische Technologie ein, die die Anzahl der Durchgänge landwirtschaftlicher Maschinen minimiert, um die mechanische Belastung des Bodens durch Bodenbearbeitungsgeräte und Pflanzmaschinen zu reduzieren. Zur Vorsaatbearbeitung kam ein kombinierter Grubber Thorit 10/6 KUA von Lemken zum Einsatz, die Pflanzung der Kartoffeln erfolgte mit einer Pflanzmaschine GL 36T von Grimme, die Einzelreihenbearbeitung erfolgte mit einem passiven Dammgrubber GH 6. Der Einsatz Von anderen Geräten, die die Zusammensetzung und Struktur des Bodens verändern können, umfasste die verwendete Anbautechnologie keine Kartoffeln. Daher war der Zustand des Bodens eine Ableitung der Auswirkungen der oben genannten Maschinen. Die Messungen wurden durchgeführt: in der Dammmitte an der Stelle der Saatknollen/Kartoffelnester, entlang der Spur der Pflanzmaschine und entlang der Spur des Traktors über die gesamte Breite der Pflanzeinheit. Insgesamt wurden 100 Messungen durchgeführt (pro Meter zurückgelegter Strecke), was es uns ermöglicht, mit einem hohen Maß an statistischer Zuverlässigkeit über das tatsächliche Bild der Veränderungen der Bodenzustandsparameter zu sprechen. Als Nullmarke wurde das Niveau der Tagesoberfläche des Feldes vor Beginn der Frühjahrsfeldarbeiten herangezogen. Die Messungen der Bodenhärte wurden nach der Behandlung vor der Aussaat, nach dem Pflanzen von Kartoffeln (beide Vorgänge wurden am selben Tag durchgeführt), nach dem Passieren des Dammformers (14 Tage nach der Pflanzung) und vor der Kartoffelernte (90 Tage nach der Dammbildung) durchgeführt. Die Forschung ermöglichte es somit, die Dynamik der Veränderungen des Bodenzustands nach jedem technologischen Eingriff zu erkennen und die Ergebnisse der Nachwirkungen jeder in der Kartoffelanbautechnologie eingesetzten Maschine zu bewerten. Die Ergebnisse der Bodenhärtemessungen sind in den Abbildungen 2-5 dargestellt.
Abbildung 2 zeigt die Verteilung der Bodenhärte entlang der Arbeitsbreite der Bodenbearbeitungseinheit. Aus dieser Abbildung geht hervor, dass nach der Behandlung vor der Pflanzung die Zone normaler Verdichtung in Bereichen, die nicht durch Fahrwerkssysteme verdichtet wurden, in einer Tiefe von bis zu 25 cm zu erkennen ist, die Zone durchschnittlicher Verdichtung liegt in einer Tiefe von 25 bis 35 cm cm, und unterhalb dieser Marke nimmt die Verdichtung Werte an, die auf spürbare Schwierigkeiten beim Eindringen in das Wurzelsystem hinweisen. Unterhalb der 10-cm-Marke, also der Tiefe der Vorsaatbehandlung, werden erhöhte Werte der Bodenhärte entlang der Spur der laufenden Systeme der Bodenbearbeitungseinheiten beobachtet. Diese Daten zeigen, wie wichtig es ist, Breitschnittgeräte für die Bodenbearbeitung vor der Pflanzung zu verwenden, um die Verdichtungsfläche bei laufenden Systemen zu minimieren, sowie die Notwendigkeit, eine qualitativ hochwertige Bodenvorbereitung in einem Arbeitsgang des Geräts durchzuführen.
Um den Einfluss der Pflanzeinheit auf Veränderungen der Bodenbedingungen zu untersuchen, wurden unmittelbar nach der Durchfahrt der Pflanzmaschine Bodenhärtemessungen durchgeführt. Die Verteilung der Verdichtungszonen nach diesem technologischen Vorgang ist in Abb. dargestellt. 3. Die Datenanalyse zeigte, dass die Schargruppe der Pflanzeinheit nicht zur Verschlechterung des Bodenzustands an der Kontaktstelle mit dem Boden beiträgt, also in der Mitte des Damms, an der Stelle der Saatknollen Die Verteilung der Verdichtungszonen in der Tiefe blieb im Vergleich zum Bodenzustand nach der Behandlung vor der Pflanzung unverändert.
Den Spuren der Traktorräder folgend, wird die Zone mittlerer Verdichtung direkt von der Bodenoberfläche aus markiert, in den unteren Schichten blieb die Lage der Grenze der Zone hoher Verdichtung jedoch ohne wesentliche Tiefenänderungen. Durch den Einfluss der Laufsysteme der Pflanzeinheit kommt es zu einer erheblichen Bodenverdichtung. Entlang der Spur der Säräder beginnt die Zone hoher Verdichtung in einer Tiefe von 25 cm, und bei etwa 50 cm erreicht der Verdichtungsgrad kritische Werte (bei solchen Indikatoren ist ein Eindringen in das Kartoffelwurzelsystem unmöglich). Diese Auswirkungen auf den Boden der laufenden Systeme der Pflanzeinheit werden durch eine erhebliche Belastung dieser Systeme verursacht, insbesondere wenn die Behälter für Saatgut und Düngemittel voll beladen sind. Diese Zahl verdeutlicht die Notwendigkeit, bei Pflanzmaschinen breitere Reifen mit größerem Durchmesser zu verwenden, um die Verdichtungswirkung auf den Boden zu verringern.
In Abb. Abbildung 4 zeigt die Verteilung der Verdichtungszonen nach dem Durchgang eines passiven Grubbers für die Reihenbearbeitung von Kartoffelpflanzungen, der mit einer federbelasteten dammbildenden Platte ausgestattet ist. Messungen der Bodenbeschaffenheitsparameter zeigten, dass nach Durchführung dieses Vorgangs im zentralen Teil der Kämme, an der Stelle der Knollenbildung der neuen Kultur und der Entwicklung der Hauptmasse des Kartoffelwurzelsystems, praktisch keine normale Zone mehr vorhanden ist Verdichtung (nur die oberste Schicht an der Firstkante nicht dicker als 5 cm). Knollen der neuen Kultur werden gezwungen, sich unter Bedingungen mittlerer Verdichtung zu entwickeln; in einer Tiefe von 15 cm bis 55 cm gibt es eine Zone hoher Verdichtung, in die das Kartoffelwurzelsystem nur schwer eindringen kann, und oberhalb von 55 cm gibt es eine Zone hoher Verdichtung, in die das Kartoffelwurzelsystem nur schwer eindringen kann Zone der Überverdichtung, in die das Wurzelsystem nicht eindringen kann. Nach zusätzlichem Aufprall der Traktorräder auf den Boden wurde bereits in einer Tiefe von 25 cm die obere Grenze der Hochverdichtungszone markiert, was auf eine Verschlechterung der Bedingungen für die Entwicklung des Kartoffelwurzelsystems im Nachlauf des Traktors hinweist. An dieser Stelle verringerte sich die durchschnittlich verdichtete Schicht um ca. 10 cm, die Lage der durch das Laufsystem der Pflanzeinheit gebildeten Bodenverdichtungszonen blieb nahezu unverändert. Die Analyse der erhaltenen Daten ergab, dass die Verschlechterung der Kartoffelentwicklungsbedingungen grundsätzlich mit der Verwendung einer dammbildenden Platte verbunden ist, die den Boden durch dreidimensionale Kompression in der Längs-Vertikal-Ebene verdichtet. In diesem Zusammenhang ist es bei der Verwendung von Maschinen zur Bodenbearbeitung zwischen den Reihen mit einer durchgehenden dammbildenden Platte erforderlich, deren Neigungswinkel so einzustellen, dass die Bodenverdichtung durch die obere Platte der Platte minimiert wird.
Das Ergebnis des Einflusses eines Maschinenkomplexes für den Kartoffelanbau mit intensiver Technologie auf die Bildung von Bedingungen für die Entwicklung des Wurzelsystems dieser Kulturpflanze ist in Abb. 5 dargestellt. Die Messungen wurden vor Beginn der Ernte durchgeführt. Die Datenanalyse zeigte, dass sich der Zustand des Bodens, der durch den dammbildenden Grubber gebildet wurde, aufgrund der natürlichen Schrumpfung der Damme innerhalb von drei Monaten nach der Durchfahrt dieser Einheit erheblich verschlechterte. Die Knollen der neuen Ernte wurden gezwungen, sich unter Bedingungen hoher und mittlerer Verdichtung zu entwickeln, und in einer Tiefe von mehr als 25 cm wurde überall eine Zone der Überverdichtung beobachtet. Das Vorhandensein einer Überverdichtung nahe der Bodenoberfläche hemmt nicht nur die Entwicklung und Funktion des Kartoffelwurzelsystems, sondern behindert auch erheblich das Eindringen von Feuchtigkeit in die unteren Schichten bei Niederschlägen oder Bewässerung. All diese Faktoren führen zu einem Rückgang der Kartoffelerträge und einer Verschlechterung der Erntebedingungen, insbesondere in Jahren mit übermäßigen Niederschlägen im Herbst.
Basierend auf den vorgestellten Materialien zur Dynamik der Bodenbedingungen können wir beim Kartoffelanbau vom Beginn der Feldarbeit bis zum Ende der Vegetationsperiode den Schluss ziehen, dass es notwendig ist, die Bodenbearbeitungseinheiten sorgfältiger zu konfigurieren und die Typen richtig auszuwählen Maschinen und deren Konfiguration unter Berücksichtigung der bodenklimatischen und wirtschaftlichen Produktionsbedingungen dieser Kulturpflanze. Der Maschinenkomplex muss unbedingt Lockerungssysteme (bis zu einer Tiefe von mindestens 20-25 cm) umfassen, um eine Überverdichtung des Bodens in den Bereichen, in denen sich der Großteil des Kartoffelwurzelsystems befindet, und die Bildung neuer Knollen zu verhindern Ernte.