Повреждение структуры под воздействием ходовой части сельскохозяйственных машин, тракторов и автомобилей происходит следующим образом. При перемещении техники по полю агрегаты, расположенные на поверхности при быстром соприкосновении двигателей с почвой, разрушаются. Нижележащие комочки сдавливаются, и плотно соприкасаясь, друг с другом образуют агрегаты размером более 10 мм. При интенсивном уплотнении происходит увеличение размеров агрегатов в пахотном слое.
Разрушение пахотной структуры происходит также при использовании пашни не по назначению – это прогон и выпас скота, стоянка техники, перемещение людей и др.
Пахотные земли большую часть времени не имеют растительного покрова, а, значит, не защищены от разрушения осадками. Капли дождя, с большой силой ударяясь о почвенные комки, увлажняют их. Агрегат пропитывается влагой и набухает, силы притяжения между частицами ослабевают. Последующие капли разбивают комок на части. Поэтому, большую опасность для пашни представляют ливневые дожди, несущие в себе большую разрушительную силу. При орошении полей разрушение почвенных агрегатов происходит так же, как и под действием дождя.
На землях, занятых естественной многолетней растительностью механическая обработка не проводится, поэтому степень структурности существенно не изменяется и характеризуется как отличная и хорошая. Среднее содержание агрономически ценных агрегатов высокое 77,26% по сравнению с обрабатываемыми землями.
Пашня ежегодно обрабатывается, и структурность значительно варьирует, даже в пределах одного поля с 13,17% до 45%. Средняя степень структурности удовлетворительная 44,11% и изменяется от 13,17% до 84%.
К физико-механическим воздействиям относят процесс крошения почвенной массы под влиянием изменяющегося давления или механического воздействия. К действию этих факторов может быть отнесено разделение почвы на комки в результате изменения объема (и давления) при переменном высушивании и увлажнении, замерзания и оттаивания воды в ней, давления корней растений, деятельности роющих и копающих животных и рыхлящего воздействия почвообрабатывающих орудий (Кауричев С.И.)
В большей степени физико – механическое воздействие проявляется на обрабатываемых землях. Здесь почва неоднократно подвергается механическому воздействию, изменяется объем и плотность пахотного слоя, процессы нагревания, испарения и охлаждения почвы ускоряются.
Физико-химические причины утраты структуры связаны с реакциями обмена двухвалентных катионов (кальция и магния при вымывании из почвы) в ППК на одновалентные (натрий и аммоний). При этом коллоиды (главным образом гумусовые вещества), прочно цементирующие механические элементы в агрегаты, пептизируются при увлажнении и структурные отдельности разрушаются. Поэтому приемы химической мелиорации почв (известкование, гипсование и др.), приводящие к обогащению ППК обменным кальцием, способствуют и улучшению структуры.
Химические процессы снижают склеивающее и цементирующее воздействие на почвенные комочки. Сюда относят распад различных труднорастворимых химических соединений (углекислого кальция, гидроокиси железа, силикатов магния и др.), агрегаты почвы не пропитываются раствором и цементации не происходит.
Биологический процесс разрушения происходит через минерализацию гумуса – основного клеющего вещества. Активное разрушение структуры происходит в том случае, когда возникает отрицательный органический баланс, т.е. процесс минерализации преобладает над гумификацией. При минерализации количество гумуса снижается и склеенность почвенных частичек ухудшается, агрегат становится рыхлым и непрочным. При незначительном механическом воздействии большая часть таких комочков разрушается, восстановление структуры затруднено. На ежегодно обрабатываемых землях возникают благоприятные условия для протекания биологического процесса. Поэтому здесь минерализация гумуса происходит быстрее, чем на целине. В результате, содержание агрономически ценных агрегатов в пашне уменьшается.
Проведенные нами исследования показали (см. прил. 1; табл. 4), что структурность на целине отклоняется на 3,4 (X ± 3.4) от среднего значения, в пашне предел отклонения возрастает до 9 (X ± 9). Это вызвано разным содержанием агрономически ценных агрегатов на землях, отведенных под возделывание сельскохозяйственных культур (см. прил. 2 и 3; табл.5 и 6).
Крупные агрегаты размером более 10 мм образуется при дефиците органического вещества, а также при обработке почвы в иссушенном или переувлажненном состоянии. Механическое воздействие в переувлажненном состоянии приводит к слипанию почвы и образованию глыб. В пересохшем состоянии пахотный слой представляет собой монолит, при обработке которого почва не крошится, а разламывается на глыбы и пылевидную массу. (Черкасов А.Э., Почвоведение).
Распыляется структура также и под воздействием сельскохозяйственной техники. Так, за вегетационный период при неоднократных проходах по полю МТЗ-80 создает до 14 т/га пыли (Вакулин А.А.). В результате на поверхности поля образуется тонкий, бесструктурный слой, напоминающий пленку. Пылеватые частички плотно соприкасаются друг с другом и не пропускают через себя воздух и воду. Поэтому выпавшие осадки плохо впитываются почвой и большей частью остаются на поверхности. Образуется почвенная корка. При механической обработке верхний плотный горизонт разрушается, появляются крупные агрегаты более 7 мм. Это подтверждаются тем, что содержание фракций 7-10 мм возрастает на пашне по сравнению с целинными землями на 6,37%, с 11,24% до 17,61%, а 10 и более мм, соответственно, на 36,06%, с 17,33% до 53,39%.
Полученные данные (см. табл. 1 и 2) показывают, что на целинных землях суммарное содержание агрегатов 3-1 мм на 10% больше, чем на пашне. Причиной этому может послужить ежегодная неоднократная обработка почвы и развитие процессов минерализации в агрегатах, содержащих наибольшее количество гумуса (3-1 мм). При этом склеенность частичек ухудшается, а почвенные комочки крошатся, происходит разрушение структуры. Это подтверждается увеличением содержания агрегатов размером 1-0,5 мм с 8% на целинных землях до 9,19% на пашне и от 0,5 до 0,25, соответственно, с 9,6% до 11,28%.
На ежегодно обрабатываемых землях под влиянием вышеперечисленных факторов, происходит активное разрушение структуры. Средняя степень структурности удовлетворительная – 44,11%, а минимальная 13,17%. То есть, из 100% всех агрегатов, только 13,17% оказывают положительное влияние на процессы жизнедеятельности, происходящие в почве. В то время, как средняя степень структурности под покровом естественной многолетней растительности хорошая – 77,26%, а минимальная 63,12%. Здесь, из 100% агрегатов 63,12% агрономически ценные и активно участвуют в процессах жизнедеятельности.
Таким образом, под влиянием антропогенных факторов, физическое состояние пашни значительно ухудшается и становится непригодным для возделывания полевых культур.
1. На обрабатываемых землях интенсивность протекания процессов влияющих на разрушение почвенной структуры усиливается. Поэтому содержание агрономически ценных агрегатов в пашне, меньше чем на целине.
2. Разрушение почвенной структуры сопровождается сокращением количества агрегатов 0,25-10 мм и увеличением содержания агрономически неценной структуры, большей частью за счет увеличения агрегатов размером превышающем 10 мм.
3. На ежегодно обрабатываемых землях происходит разрушение агрономически ценной структуры, сокращается количество агрегатов обладающих наибольшим плодородием (3-1 мм) и увеличивается содержание агрегатов размером 0,25-1 мм и 3-10 мм.
4. Степень структурности в пашне значительно варьирует, изменяются физические свойства почвы. Поэтому часть пашни является не пригодной для возделывания сельскохозяйственных культур.
Выводы
1. Структурный состав в пашне, под влиянием антропогенных воздействий отличается от структурного состава на целинных землях.
2. Степень структурности и содержание каждого агрономически ценного агрегата на целине более стабильное, чем на ежегодно обрабатываемых землях.
3. Степень структурности под покровом естественной многолетней растительности не имеет резких колебаний, 68,2% имеют хорошую и 31,8% отличную структурность.
Степень структурности на пашне резко колеблется – от плохой (13,17%) до отличной (84,0%). Большая часть земель обладает удовлетворительной, неудовлетворительной и плохой структурностью.
4. На ежегодно обрабатываемых землях с каждым годом количество агрегатов 0,25-10 мм уменьшается, содержание агрономически неценных агрегатов увеличивается.
5. В пашне содержание агрономически неценной структуры сопровождается увеличением количества агрегатов размером более 10 мм.
6. На количество агрономически ценной структуры обратное влияние оказывает содержание агрегатов более 10 мм. С увеличением степени структурности число глыбистых агрегатов уменьшается.
7. Количество агрегатов размером от 3 до 1 мм, обладающих наибольшим плодородием, в пашне содержится меньше, чем под покровом многолетней травянистой растительности (контроль). Количество агрегатов 0,25-1 мм и 3-10 мм на обрабатываемых землях превышает содержание агрегатов этих же размеров на целине.
Современное сельскохозяйственное производство отличается сложностью, разнообразием и постоянным совершенствованием технологии и техники; интенсификацией производственных процессов; применением средств химизации для обеспечения программирования урожаев; сезонностью и цикличностью работ; многообразием используемых видов энергии (механической, тепловой, электрической, световой и др.), веществ и материалов (твердых, жидких, газообразных); развитой сетью дорог; зависимостью работ от погодных условий и другими особенностями, которые надо учитывать при нормировании условий труда Работу по улучшению условий труда организуют с учетом ряда факторов, которые в соответствии с принятой классификацией объединяют в три группы: социально-экономические, технические и организационные; естественно-природные. Социально-экономические факторы обусловлены господствующими производственными отношениями в обществе и являются основными. К ним относятся: нормативно-правовые (законы о труде, стандарты, правила, нормы и т. д.), общественно-политические (общественные формы движения за создание благоприятных условий труда, изобретательство и т. д.), экономические (моральное и материальное стимулирование, система льгот и компенсаций и т. д.), социально-психологические, характеризующие отношения работника к труду, психологический климат в коллективе и др.