11. Исследование метеорологических элементов в агротехнологиях

Соотношение температуры воздуха и почвы в молодом саду. Вопросы формирования микроклимата и, в частности, основного его показателя – гидротермического режима, нуждаются в дальнейшем своем изучении.

В садах Центрально-Черноземной зоны выполнены лишь эпизодические наблюдения, причем только в вегетационный период, и совсем мал их объем за холодный период. Мы поставили задачу изучить гидротермические условия обитания организма яблони, начиная с семени и заканчивая полновозрастными насаждениями, включая заключительную стадию эксплуатации сада.

Первый объект наблюдений – школка сеянцев. Наши наблюдения показали, что поле, засеянное семенами яблони, по своим гидротермическим показателям аналогично черному пару. На этом этапе развития организма яблони гидро­термическому режиму такого поля в первую половину вегетации присущи все черты поля незанятого пара, а именно: высокая температура в жаркие дни на поверхности (до 60°С), большая амплитуда колебаний температуры в верхнем слое (до 20 см) между днем и ночью. В силу высокого нагрева почвенной поверхности велико испарение влаги в почве. Можно сделать вывод, что на этом этапе развития яблони есть необходимость стабилизации гидротермических условий для обеспечения жизнедеятельности и ухода от экстремальных условий.

Затем по мере нарастания вегетативной массы, а вместе с нею увеличения затененности почвы кроной температурные и влажностные условия различны по сравнению с незанятым паром. Проведены наблюдения за температурным режимом в школке сеянцев яблони. Здесь проявляется влияние затененности почвы кроной. На всех глубинах проведения измерений температура почвы в рядке несколько ниже по сравнению с междурядьем. Измерениями подтверждено, что подобная картина будет наблюдаться в течение всей продолжительности жизни дерева яблони. Именно с первых лет жизни у организма дерева, на наш взгляд, формируется своеобразная защита корней от перегрева. Максимума защитная функция достигается в период наибольшего объема кроны и затененности, что подтверждается нашими наблюдениями. О первых 5-6 годах роста молодого сада можно судить по величине разницы между температурой воздуха и почвы. В этот период возникает ситуация, которую можно расценивать двояко. С одной стороны - полог деревьев устраняет перегрев почвы и уменьшает испарение с почвенной поверхности. С другой стороны, почва на разных глубинах не прогревается до оптимальных значений температур для роста корней.

Локальность воздействия температуры в начале вегетации. Рассматривая экстремальные гидротермические условия и их отрицательные воздействия в целом на плодовое растение, велико желание определить это воздействие на отдельно взятые части дерева.

Устойчивость растений к перепадам температур характеризует способность яблони полноценно функционировать в неблагоприятных температурных условиях, а также сохранять жизнеспособность при кратковременном воздействии экстремального по значению фактора. При этом мы исходили из того, что абсолютный показатель устойчивости одного и того же сорта определяется комплексом условий внешней среды. Поэтому абсолютного показателя (эталона) устойчивости просто не существует, а только дается оценка по отношению к ранее возделываемому сорту народной селекции, традиционно культивируемому в данной зоне. В обычных условиях этот показатель вне поля зрения, поэтому приходится создавать экстремальные условия с целью выявления уровня устойчивости.

Мы считаем, что определение того или иного параметра устойчивости в естественных условиях (в саду) должно являться превалирующим методом. При этом основным оценочным показателем должна быть урожайность. Например, когда речь заходит о жароустойчивости, то под ней следует понимать устойчивость к высоким температурам. Информации о степени устойчивости отдельных органов яблони в различных ситуациях недостаточно, хотя значимость ее для практики очевидна.

Исследования, проведенные ранее, показали, что большинство растений не выдерживает температуру в 51° более 10 минут, снижение до 49° дает шанс на выживание. У одного и того же растения клетки различных органов обладают неодинаковой теплоустойчивостью. Для плодовых культур особенно опасны высокие температуры в период цветения, приводящие к стерильности. Надземная часть яблони выносит температуру до минус 40°, а корни гибнут при минус 9-10°С.

Однако наши наблюдения и дополнительные данные по приспособляемости растений к повышенным температурам позволяют считать, что наиболее жаростойким органом является штамб, здесь сказывается защитное действие коры яблони. Важной задачей является установление порога устойчивости применительно к практическим нуждам региона. Даже в пределах одного и того же органа в зависимости от местоположения устойчивость может быть разной. Изучая влияние гидротермического фактора на растение, мы пришли к выводу о локальном действии температуры в масштабах отдельно взятого плодового дерева. Основанием для этого явились проведенные экспериментально направленные опыты.

Формирование снежного покрова в саду. Многократно проведенные нами снегомерные съемки позволили выявить определенные закономерности его распределения в садах. Характер залегания снежного покрова в садах специализированных совхозов им. В. И. Будаговокого, «Ягодный», «Дубовое» Тамбовской области, «Пролетарий», «Агроном», «Ключ жизни» Липецкой области определяли по следующим признакам: равномерный (без сугробов), умеренно неравномерный (небольшие сугробы), очень неравномерный, (большие сугробы), с проталинами, лежит только местами.

Высота снежного покрова в садах Мичуринского района Тамбовской области (в среднем за ряд лет) представлена в табл. 3.

Таблица 3. Высота снежного покрова в молодом и взрослом садах, м

Возраст сада	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Дата схода снега
Молодой	0,20	0,34	0,53	0,12	2.04
Полновозрастный	0,25	0,43	0,63	0,31	5.04

Результаты снегомерных съемок в молодых и полновозрастных садах показывают, что разница в высоте снежного покрова составляет от 5 см в начале зимы до 15 см и более в последующем в пользу взрослых насаждений. Эти различия можно объяснить тем, что во взрослом саду кроны деревьев снижают скорость ветра в 1,5-2 раза по отношению к молодому. За счет этого устраняется или уменьшается перенос снега при метелях. Рассматривая вопрос метелевого переноса снега в молодом саду, необходимо обратить внимание на явление возгонки снега. Считалось, что при метелях снег может перемещаться на большие расстояния без потерь, лишь накапливаясь в определенных местах. Наблюдения ряда авторов показали, что это далеко не так. Убедительное тому подтверждение – неравнозначность снегонакопления в саду и поле. Во взрослых садах, имеющих сильно развитые кроны деревьев, сомкнутые по линии ряда, невозможен в большинстве случаев вынос снега за пределы квартала. Напротив, в молодых насаждениях перенос снега отмечен даже при наличии низовой метели, т. е. в условиях отсутствия снегопада, когда в процесс переноса вовлекается ранее выпавший снег. Особенно это характерно для обособленно расположенных от основных массивов молодых насаждений. Отсутствие снега приводит к выпадам деревьев. За счет разницы в высоте снежного покрова отмечены различия в глубине промерзания почвы в молодом и взрослом садах (табл. 4).

Разница в температуре почвы в среднем за зиму на глубине 20 см составила 1°, на отметке 45 см почва в молодом саду также холоднее на 0,5°С.

Различия в снегонакоплении в молодом и взрослом садах сказываются на продолжительности снеготаяния, которое в молодом саду заканчивается на 5-6 дней раньше по сравнению со взрослым.

Таблица 4.Среднемноголетняя глубина промерзания почвы в садах различных возрастов

Местонахождение участка	Промерзание почвы, см
	молодой	взрослый
1-е отделение ОПХ ВНИИС	64... 70	35... 40
3-е отделение ОПХ ВНИИС	70... 75	30... 35
Совхоз «Ягодный»	80	30... 35
Совхоз «Пролетарий»	60	27

К особенностям распределения снега можно отнести следующее. Во взрослых яблоневых насаждениях, представленных сортами с компактной формой кроны (Антоновка обыкновенная, Северный синап), высота снежного покрова в центре междурядья больше, чем в ряду деревьев (или по линии ряда). У сортов с раскидистой формой кроны этой разницы не наблюдается (табл. 5).

Таблица 5. Высота снежного покрова в зависимости от формы кроны

Время проведения съемки	Высота снега, см
	компактная крона (Северный синап)		раскидистая крона (Пепин шафранный)
	в центре междурядья	в ряду	в центре междурядья	в ряду
Февраль	56,3	45,8	56,4	54,0
Март	60,4	39,0	71,0	67,0

Вокруг штамбов яблони на протяжении зимы (в первую очередь с компактной формой кроны) возникают чашеобразные углубления в снегу. Размер поперечника этих углублений, высота снежного покрова в них определяются размерами штамба, что подтверждается полученными нами данными (табл. 6).

Таблица 6. Влияние диаметра штамба на параметры воронки в снегу вокруг него, см

Диаметр штамба	Диаметр углубления	Высота снега в углублении
17,9	41,6	5,6
27,1	66,8	3,8
35,0	94,3	2,4

Таким образом, установлено, что чем больше диаметр штамба, тем больше размеры воронки и меньше высота снега в ней.

Снег и произрастание плодовых культур. Снег оказывает существенное влияние на микроклимат сада. Свойства снега, в свою очередь, определяются составом твердой фазы, содержанием воды, примесей, величиной альбедо. Зимостойкость плодовых деревьев в нашей зоне достигается не только разведением зимостойких сортов, но и наличием снежного покрова. Зимостойкость плодовых культур в течение зимы непостоянна, что обусловлено фи­зиологическим состоянием растений.

Неблагоприятное воздействие отрицательных температур проявляется как на состоянии надземной части плодового дерева, так и их корневой системы. Так надземная часть погибает, если скорость охлаждения в интервале температур от – 10°С до -20°С составляет 5 см/ч (Левитт, 1972). С другой стороны, при быстром замерзании почвы происходит ее объемное расширение. В результате отмечается выпирание корней, обнажение тканей, их обезвоживание. Особенно сильно эти явления происходят при отсутствии на поверхности почвы снежного покрова.

Снег оказывает свое влияние на плодовые деревья опосредованно, за счет утепления почвы. Для ягодных кустарников и тех растений, которые зимуют под снегом, это влияние распространяется и через надземную часть, находящуюся непосредственно в снегу.

Снег и температура почвы. Снег сокращает потери тепла почвой. Температура почвы под слоем снега возрастает с увеличением глубины (имеются в виду суточный минимум и среднесезонное значение). Что касается суточных и годовых амплитуд колебания, то они уменьшаются.

Следует сказать, что регулярных наблюдений за температурой почвы в садах ЦЧО до наших исследований не проводилось. Особое внимание в исследованиях было уделено измерениям в холодный период года, включая выявление критических температур для определенных сортовых и подвойных комбинаций. Данные по этому вопросу в основном получены в лабораторных условиях (например, промораживание в холодильных камерах). В этой связи необходимо было вести наблюдения за температурой почвы в саду по разработанной нами методике.

Методика измерения температуры почвы в садах. Правильное представление о теплообмене в почве как процессе, подчиненном определенным закономерностям, может быть получено при сопоставлении и взаимной увязке наблюдений за температурным режимом с количественными показателями основных характеристик почвы по генетическому профилю, т. е. теплоемкостью, теплом и температуропроводностью. Теплофизические характеристики почв зависят от типа почвы, влажности, содержания органического вещества, химического и минералогического состава. Основным показателем теплового режима почвы является ее температура.

Необходимыми условиями изучения температурного режима почв в садах являются: динамика проникновения теплового потока в суточном, сезонном и годовом теплооборотах; проведение периодических круглосуточных наблюдений за температурой почвы; обязательность наблюдений за температурой на основной глубине размещения корней, на различных расстояниях от осевой линии штамба; учет глубины оценки теплообеспеченности растений в корнеобитаемом слое за вегетационный период и изучение морозостойкости корней плодовых культур в зимний период.

Температуру почвы измеряют различными термометрами: термометрами Савинова, термометром-щупом АМ-6, электротермометром пахотным ЭТП-58, установкой для измерения температуры почвы М-54-1.

Однако, учитывая основные условия наблюдений и изучения температурного режима почв, следует сказать, что вышеперечисленные приборы не отвечают требованиям. Так, применение термометров Савинова ограничено из-за небольшой глубины внедрения в почву, они легко подвергаются механическим повреждениям, малотранспортабельны, действуют в условиях положительных температур. Для условий сада в наибольшей мере отвечает применение транзисторного электромермометра ТЭТ-2 (конструкции АФИ). ТЭТ-2 представляет прибор переносного типа, предназначенный для использования в сельскохозяйственном производстве и служит для измерения температуры почвы и др. сред. Цена деления в точных диапазонах –- 0,2°С. Измерительное устройство может эксплуатироваться в условиях снега и дождя и сохраняет работоспособность при климатических условиях – температуре от - 40 до +56°С.

Для измерения температуры почвогрунта используют герметичные датчики. Необходимое количество датчиков (9 - 10 штук) присоединяется к коммутационной коробке. Коммутационную коробку мы поместили в защитное приспособление, изготовленное из листовой стали толщиной 4 мм, и закопали в почву на глубину 60 см по линии ряда деревьев. Такая глубина позволяет избежать механических повреждений коммутационной коробки при обработке междурядий, а также выйти за пределы промерзания почвы зимой, обеспечивая надежность работы прибора. Все защитное устройство после помещения в него коммутационной коробки и подключения к ней датчиков тщательно герметизируется, что обеспечивает долговечность работы прибора. Защитное устройство имеет выход к поверхности почвы или выше ее в виде 2^х-дюймовой трубы с резьбой на конце, на которую навертывается защитный колпак. В летнее время, в целях маскировки, колпак несколько присыпается почвой. Зимой при установлении снежного покрова труба с помощью муфты удлиняется на 0,5 м. Через трубу пропущена штанга до переключателя коммутационной коробки и проходит соединительный провод для подключения с измерительным пультом. Для получения отсчетов отвинчивают колпак, соединяют пульт с коммутационной коробкой через соединительный провод, поочередно переключая датчики, записывают показания температуры с определенной глубины.

Таким образом, проведенное дооборудование электротермометра ТЭТ-2 и его соответствующее использование позволило получать достоверные данные в любое время года и суток без каких-либо затруднений на протяжении ряда лет. Резко повысилась производительность труда и точность измерения, появилась возможность использовать наблюдателей с минимумом навыков.

Измерение температуры плодового дерева. В практике большое значение имеет информация о температурном режиме надземной и подземной частей плодового дерева, необходимая при составлении прогноза перезимовки садов после суровых малоснежных зим и др. О температуре надземной части судят по температуре окружающего воздуха, используя при этом данные метеостанций. Однако сад, являясь экологической системой, в отличии от условий метеоплощадки вносит свои коррективы в распределение теплового баланса. В практике для измерения температуры дерева применяют срочный термометр (ТМ-3), который дает значительные методические прогрешности измерения. Полупроводниковые микротермосопротивления конструкции В. Г. Карманова выпускались ограниченно, и не всегда их можно приобрести.

Во ВНИИ садоводства им. И. В. Мичурина разработан метод измерения температуры в тканях дерева при помощи серийно выпускаемого электротермометра ТЭТ-2. При небольшом переоборудовании защиты датчиков становится возможным применение прибора путем их «вживления» в штамб или ветвь, начиная с диаметра 3 см и больше. Для этого на интересующем исследователя участке дерева высверливается отверстие, диаметр которого равен диаметру датчика, и в него вставляется датчик с выведенными наружу проводами. Место входа датчика тщательно заделывается садовым варом, и происходит зарастание раны.

Метод воспроизведения экстремальных температур почвы в естественных условиях (саду). В связи с определением параметров морозостойкости и зимостойкости той или иной сортоподвойной комбинации, в первую очередь необходимо обратить внимание на минимальные температуры, которыми определяются названные качества.

Для ускорения выявления воздействия минимальных температур почвы на корневые системы плодовых растений целесообразно проводить их промораживание путем открытия почвы от снега в пределах, превышающих проекции крон плодовых деревьев. После каждого снегопада площадки, на которых находятся испытуемые деревья, очищаются от снега. Размер площадок в целях устранения поступления тепла из слоев почвы, находящихся под снегом, должен быть не менее 3,5-4,5 м, а длина определяется схемой размещения деревьев в саду и количеством испытуемых деревьев на ней. На площадке с осени устанавливаются датчики температуры почвы.

Температурный режим почвы склоновых участков. При изучении температурного режима почвы склоновых участков установлено, что различные части склона при крутизне до 3° имеют одинаковую высоту снежного покрова. Не обнаружено существенной разницы в толщине слоя снега на склонах разных экспозиций. Как следствие этого, не найдено достоверных различий в температуре почвы указанных местоположений.

Однако в молодых садах, расположенных обособленно, а тем более на ветроударных склонах, есть и различия по названным параметрам. Так, в молодом саду совхоза «Ягодный», расположенном на восточном склоне, отмечено следующее. В нижней части склона, где из первых рядов снег выдувался ветром, высота его составила 0,3 м, промерзание почвы - 40 см, а температура почвы на этой отметке – 0,0°С. В верхней части склона указанные величины были следующими: высота снега – 50 см, глубина промерзания – 5 см, температура почвы +1,0°С. Разница отмечена и в тальвеге, ниже склона, где температура почвы составила 1,2°С. Итак, на ветроударных склонах возникает необходимость проведения мероприятий по накоплению снега. Значительная разница в температурном режиме склонов противоположных экспозиций отмечена в период весеннего снеготаяния за счет более раннего схода снега на склоне южной экспозиции (табл. 7).

Таблица 7. Температура почвы (°С) на южном и северном склонах в период весеннего снеготаяния

(солнечный день)

Экспозиция	Дата измерения	Высота снега, м	Температура почвы на глубине, см
			5	20	45	100
Южная	7.04	Снега нет	14,0	9,0	4,6	2,1
Северная	7.04	0,15	0,7	0,5	0,8	1,5
Южная	11.04	Снега нет	19,6	11,5	8,2	4,0
Северная	11.04	Снега нет	18,5	9,7	5,8	2,5

Таким образом, в период снеготаяния при солнечной погоде наблюдается резкое различие в температуре почвы на склонах противоположных экспозиций. Однако уже спустя две недели различие нивелируется. Вместе с тем повышенная температура почвы южных склонов определяет раннее начало весенних полевых работ на них (закрытие влаги).

В холодный период определенное влияние на температуру почвы оказывает система содержания почвы в садах, что можно проиллюстрировать данными табл. 8.

Начиная с октября, почва под черным паром охлаждалась интенсивнее, а глубина промерзания была на 25-30% больше по сравнению с аналогичным показателем под дерном. Данные показатели служат ориентиром при разработке агромелиоративных мероприятий.

Таблица 8. Температура почвы (°С) по месяцам под паром и дерном на глубине Н, м

Н, м	Октябрь		Ноябрь		Декабрь		Январь		Февраль
	пар	дерн	пар	дерн	пар	дерн	пар	дерн	пар	дерн
0,20	2,4	3,7	1,5	2,2	-0,8	-0,2	-0,9	-0,3	-1,1	-0,6
0,45	4,6	5,4	2,4	3,2	0,1	0,8	-0,2	0,3	-0,5	0,0
1,00	7,0	7,2	4,0	4,6	2,5	3,3	1,4	2,1	0,9	1,5

Определенное влияние на температурный режим почвы к холодный период оказывает мульчирование. Следует заметить, что в литературе этот вопрос освещен недостаточно (имеют в виду толщину слоя и срок противоэрозионного мульчирования). Изучив динамику годового хода темпе­ратуры почвы, мы пришли к выводу, что при слое опилок 0,2 м почва под ними к моменту весеннего снеготаяния находилась в талом состоянии. Этот прием позволяет иметь в саду участки с достаточно высокой водопоглотительной способностью. Отмечено, что растения, имеющие значительные раны на фоне глубокого промерзания почвы, отличаются большими потерями воды.

Снежный покров и вопросы влагонакопления. В Центрально-Черноземной зоне треть годовой нормы осадков за год выпадает в виде снега. Ценность снега заключается не только в том, что он служит источником влаги, но прежде всего и в качестве образующейся при таянии воды. Известно, что в водах весеннего стока содержание фосфора значительно выше, чем в любом другом сезоне. Это объясняется наличием в воде как фосфатных удобрений, так и растительных остатков. В снеговой воде содер­жатся и соединения азота. В литературе есть материалы, свидетельствующие о стимулирующем влиянии ее на растения, что объясняется повышенной ее биохимической активностью при 0°С, и связано с особенностями структуры воды при различных температурах. Садоводы, помещая черенки, зимние прививки в снег сознательно используют это качество.

П. А. Костычев в работе «О борьбе с засухой в черноземной области» писал: «Для предохранения растений от действия засухи на черноземе мы должны как можно больше накапливать в почве воды в течение зимнего времени».

В общем плане снег – источник воды, в наибольшей степени приемлем как вещество, используемое в вопросах управления и регулирования. И в первую очередь агромелиоративными агротехническими методами. Смысловая нагрузка использования снега в интересах садоводства заключается как в пополнении запасов продуктивной влаги, так и в беспрепятственном переводе талых вод во внутрипочвенный сток и сброс в гидрографическую сеть. Проблема перевода талых вод во внутрипочвенный сток связана с решением вопросов инфильтрации талых вод. Этот показатель зависит от целого ряда факторов гидротермического режима почвы, а именно – воднофизических свойств почв и системы содержания.

Снег и проблема защиты почв от водной эрозии. В Центрально-Черноземных областях подвержено водной эрозии свыше 2 мл. га земель. Подчеркнем, что эрозия - это не только разрушение и вынос плодородного слоя, но и потеря продуктивной влаги. Средняя величина стока составляет на севере зоны 80-90, на юге 40-50 мм, причем 60-80% стока приходится на период весны. Повышенные запасы воды в снеге, накапливаемые в садах по сравнению с полем, глубокое промерзание почвы в них, содержание ее под паром, повышенное количество обработок - все это способствует интенсивному проявлению эрозионных процессов именно в период снеготаяния весной. Влияние снежного покрова состоит в том, что существует запаздывание в сроках установления снежного покрова и промерзанием почвы, т. е. промерзание наступает значительно раньше, чем выпадает снежный покров. В годы с глубоким промерзанием почвы в садах поверхностный сток может составить 90% от запасов воды в снеге. Вследствие этого талые воды пе­реполняют прилегающие к садам водоемы, подчас причиняя ущерб гидротехническим сооружениям. Так наблюдалось при зарегулировании поверхностного стока путем строительства прудов. В большинстве случаев это действительно необходимое дело. Однако, если не учитывать особенностей гидрографии, то возможно подтопление садов за счет повышения уровня грунтовых вод, что и имело место в некоторых садовых кварталах совхоза «Маяк» Тамбовской области. С противоэрозионной точки зрения и относительно снега необходимо обратить внимание на факт изменения структуры землепользования в пределах водосбора. В качестве примера приведем ситуацию, сложившуюся в одном из прудовых хозяйств Липецкой области. Речь идет о наблюдении за прудом и прилегающей к нему садовой территорией. Весной 1986 года максимальный объем воды, скопившейся в нем, явно превзошел расчетный, и вода пошла через гребень плотины. Мы провели анализ этой ситуации. Во-первых, сказалась недостаточная пропускная способность водосброса, закупорка его льдинами. Но самая главная причина кроется в изменении характера землепользования. Суть в следующем. Площадь водосбора в первые годы находилась под полевым севооборотом, затем был посажен сад. Наблюдения и измерения показывают, что в молодом саду, тем более расположенном обособленно от многолетних насаждений, снежные запасы близки к полевым. Однако по мере увеличения возраста сада увеличивается габитус крон деревьев, их ветроудерживающая способность. По нашим данным, во взрослом саду кроны деревьев снижают скорость ветра в 1,5-2 раза по сравнению с полем или молодым са­дом. В результате во взрослых садах, даже в случае верховой метели, почти невозможен вынос снега за пределы квартала, а снега накапливается в 2 раза больше.

В молодых же насаждениях перенос снега происходит и при наличии низовой метели, т. е. имеет место вынос ранее выпавшего снега. Напомним, что если метель сопровождается снегопадом - это верховая метель, снегопад отсут­ствует - низовая или поземок. В молодых насаждениях, расположенных обособленно, разница в высоте снежного покрова составляет до 50%. Возвращаясь к нашему примеру, отметим, что увеличение запасов воды произошло в связи с изменением землепользования на водосборе. Возросший почти в 2 раза объем талых вод и объясняет переполнение пруда.

Технологические приемы регулирования температуры почвы. Принимая во внимание, что снежный покров не во все годы устанавливается до наступления сильных морозов, возможно глубокое промерзание почвы и резкое снижение температуры верхней части корневой системы. Для наиболее уязвимых сортоподвойных комбинаций это может сказаться на результатах их перезимовки. С целью устранения глубокого промерзания почвы на всей площади сада рекомен­дуется применять очаговое мульчирование. Этот же прием следует использовать с целью устранения возможного в отдельные годы подмерзания корней в садах на карликовых подвоях.

Для очагового мульчирования почвы в приствольных по­лосах мы рекомендуем использовать кормораздатчик КТУ-10. В передней части кузова размещены поперечные транспортеры, с помощью которых можно вести разгрузку мульчи на одну или две стороны. Одной заправки достаточно на 2-3 очага или можно замульчировать приствольную полосу на протяжении 15-25 м.

Проходя по междурядью, агрегат мульчирует половину приствольной полосы двух соседних рядов, а при обратном проходе мульчируется вторая половина. Слой опилок в 20 см (или торфокрошки) гарантирует в обычные зимы талое состояние почвы. Ширина полосы 1,0-1,5 м по обе стороны от ряда деревьев. Регулировку подачи количества мульчи осуществляют с помощью сменных звездочек на валах кормораздатчика.

Для мульчирования почвы в междурядьях, очагах (в местах концентрированного выхода талых вод) рекомендуется применять машину МКУ-2. Толщина слоя мульчи в этом случае регулируется путем изменения скорости движения трактора и транспортера машины. Мульчирование с целью очагового утепления почвы в садах ЦЧО проводят во 2-3 декаде августа. Это позволяет ограничиться оптимальным слоем мульчи на основе рационального использования теплоресурсов зоны. При недостатке или отсутствии органических или других мульчматериалов как дополнение к ним для утепления можно использовать снег после первых снегопадов.

Очаговое укрытие почвы снегом. Для сохранения водопоглотительной способности почвогрунта в весенний период следует сразу после первых сне­гопадов провести наволакивание снега на определенные участки сада. Оно проводится в следующих местах: по водотокам в средней части склонов, на выходах талых вод из кварталов сада, т. е. в межквартальных садозащитных полосах, а также на опушечных. Наволакивание снега осуществляют бульдозером (Д-607) на площадках по 25-30 м². Высота снега в зоне площадок должна быть не менее 0,3-0,4 м, он будет препятствовать дальнейшему промерзанию почвы, начавшемуся до выпадения снега. Более того, по мере увеличения высоты снега в течение зимы происходит полное оттаивание почвы, промерзание которой произошло до первых снегопадов.

При производственной проверке размер площадок был 5 х 5 м. Толщина слоя снега – 0,4 м. Первоначальное промерзание почвы составляло 30-35 см. За счет тепла нижележащих слоев почвогрунта и достаточно мощной изоляции от холода сверху уже в течение декабря - января произошло полное оттаивание почвы.

В феврале почва полностью была в талом состоянии, что обеспечило достаточно высокую ее водопоглотительную способность. В 1-ый час скорость впитывания воды составила 6,6 мм/мин., за 2-ой час 4,0 мм/мин, и за 3-й час – 1,8 мм/мин., в то время когда почвенная поверхность основной территории находилась в мерзлом состоянии, оставаясь при этом практически водонепроницаемой для талых вод. Последние два приема, являясь противоэрозионными, служат также делу влагонакопления.

Задержанию снега и утеплению почвы способствует летний посев сидератов и оставление травостоя в зиму. Это объясняется тем, что снег, выпадая на траву, имеет меньшую плотность, а следовательно и большую высоту, чем при выпадении на оголенную почвенную поверхность, а значит и выше его теплоизоляционные свойства. В первую очередь необходимость его применения возникает в садах на карликовых подвоях.

Сады, размещенные на ветровых склонах, также нуждаются в задержании и накоплении снега. Эффективным приемом по накоплению снега и устранению его выноса является создание должной конструкции садозащитных полос.

В ранневесенний период неблагоприятное воздействие на плодовые растения оказывают солнечные ожоги на штамбах и скелетных ветвях. Дело в том, что штамб плодового дерева в определенных обстоятельствах находится не защищенным снегом на протяжении всей зимы, что определяется размером поперечника штамба. Нами установлена эта величина - 10 см и выше, и выглядит это воронкообразными углублениями вокруг штамба. С целью их устранения можно рекомендовать закрытие снегом оголенной части шта­мба, что легко достигается приспособлением, совместив эту операцию с уплотнением снега в садах.

Широкополосное уплотнение снега в садах. Наиболее доступным приемом по накоплению влаги в почве молодых садов в зимний период за счет увеличения снегозапасов является широкополосное уплотнение снега, при котором образовавшиеся углубления после прохода агрегата при метелях заполняются снегом. Основной смысл широкополосного уплотнения заключается в снижении интенсивного снеготаяния. Нами проведена модификация на­званного приема, позволившая придать этому способу универсальность в отношении достижения целей. Прием не толь­ко снижает вредоносность водноэрозиониых процессов, но дает возможность создать условия для проведения обрезки садов в зимний период, а также выталкивания сучьев после ее проведения.

Напомним, что в средней полосе на первую декаду марта (а именно в этот период приступают к обрезке) в садах формируется достаточно мощный снежный покров, создающий трудности при передвижении людей. В хозяйствах в указанных целях подчас проводят расчистку середины междурядий бульдозером, что, по нашему мнению, прямо способствует увеличению глубины промерзания почвогрунта, а также возможному повреждению корневой системы отрицательными температурами. К тому же вдоль склоновых междурядий открытые полосы являются направляющими стока талых вод. Нередко ножом бульдозера срезаются почвенные частицы, которые, перемешиваясь со снегом, являются «готовым материалом» для выноса талыми водами.

Исследования показывают, что в качестве способа подготовки междурядий сада для проведения обрезки правильнее рекомендовать широкополосное уплотнение снега вместо его расчистки. Результат достигается путем переработки снега по всему профилю, ибо одно лишь уплотнение явно не дает должного эффекта. Эксперименты показывают, что возрастание нагрузки с определенного момента вообще не создает эффекта, а лишь вызывает скопление снега перед уплотнителем. Другими словами, технологию изменения физических свойств снега нельзя сводить только к уплотнению, изменяя при этом только плотность верхних слоев. В процесс необходимо вовлечь и нижние слои, используя при этом эффект явления сублимации.

Одним из эффективных средств воздействия на снежный покров с целью создания однородной плотности и высокой несущей способности снежной поверхности явилось его перемешивание в сочетании с уплотнением. При этом снег дает общую осадку. Водяные пары, высвобождаемые при этом за счет снижения температуры, переходят в лед, обеспечивая смерзание снежной массы. Именно за счет этого дополнительно увеличивается и плотность, а самое главное - несущая способность снежной поверхности. Благодаря этому становится возможным продвижение тракторов с необходимыми орудиями, устраняется прямой контакт ходовой системы тракторов с почвой, например, при выталкивании сучьев. Гладкая, ровная поверхность после прохождения уплотнителя обеспечивает высокое качество выполнения названной операции.

Традиционно же выталкивание ветвей по причине глубокого снега относится к периоду снеготаяния и позже по оттаявшей почвенной поверхности. При этом волокушей вместе с ветвями из каждого междурядья отчуждается до 200 кг почвы, что противоречит здравому смыслу. Дожидаться подсыхания почвы также нельзя. Это приведет к срыву оптимальных сроков весеннего боронования. В основе применения уплотнителя снега как приема регулирования снеготаяния лежит свойство снега изменять плотность его при переработке по сравнению с ненарушенным снежным покровом.

С точки зрения изменений плотности снежного покрова, показателя интенсивности снеготаяния вариант «перемешивание + уплотнение» является наиболее приемлемым для решения задач по защите почв в саду от водной эрозии. Кроме чисто физического уплотнения снега, возрастание плотности объясняется переходом воды из парообразного состояния в лед, т. е. ее плотность по сравнению с многократным прикатыванием снега увеличивается на порядок. Физическая суть явления такова, что при перемешивании вовлекаются в процесс слои снега, имеющие различную температуру. Так, например, в наших опытах при высоте снега 40 см поверхность и прилегающие к ней слои снега имели температуру минус 20°С, в середине слоя – минус 11°С, прилегающий к почвенной поверхности слой – минус 5,2,- 6°С. За счет перемешивания, а также воздействия низкой температуры воздуха происходит понижение температуры всей снежной массы в зоне воздействия. Основным агентом, выполняющим роль связывающего вещества для объединения отдельных кристалликов в агрегаты, а затем и в общую массу, является насыщенный пар. Естественно, чем больше его в массе снега, тем прочнее связь отдельных кристаллов. Следовательно, при проведении работ нужно стремиться к максимальному использованию водных паров как связывающего компонента, сокращая время между перемешиванием и уплотнением.

Технико-экономическая эффективность снежных мелиоративных приемов. Рекомендуемые приемы снежной мелиорации направлены на решение практических задач садоводства и далее должны входить в соответствующие комплексы мер. К ним относятся мероприятия, связанные с сохранностью насаждений от воздействия экстремально низких температур. Другие приемы входят в противоэрозионный комплекс, цель которого устранить смыв почвы из сада. Эти же приемы (например, уплотнение снега) одновременно улучшают условия и повышают производительность труда при выполнении обрезки деревьев, обеспечивают своевременность ранневесеннего боронования в саду.

Если определить общий объем за счет сохранности повреждений низкими температурами, что может быть достигнуто укрытием снегом или мульчированием приствольных кругов, то он может быть выражен через стоимость предотвращенного ущерба, определяемую затратами, связанными с закладкой сада и последующим уходом за ним. Достаточно сказать, что на закладку 1 га сада расходуется 1 тыс. руб. капитальных вложений.

С другой стороны, внедрение комплекса противоэрозионных приемов позволяет предотвратить смыв и вынос от 6 - 8 до 60 т/га почвы, снижение урожайности от 10 до 30%. В этом случае общий расчет эффективности всего комплекса ведется через стоимость предотвращенного ущерба, и для Центрально-Черноземной зоны определяется в размере 250 тыс. руб/га.

Вместе с тем, эффективность отдельного приема выражают самостоятельно с учетом зоны влияния и выраженности эффекта. Например, в наших опытах эффект широкополосного уплотнения выразился в увеличении продуктивности насаждений, а также увеличения производительности труда на 10-15% за счет улучшения условий передвижения обрезчиков, обеспечении условий для своевременного выталкивания ветвей, а стало быть, сохранения от испарения продуктивной влаги.

Достаточно сказать, что каждый день промедления с закрытием влаги (а именно к этому приводит подчас запаздывание с выталкиванием ветвей) грозит потерей 100 м³ влаги с гектара.