CC BY
47
УДК 631.3
КОМПЛЕКС МАШИН ДЛЯ МАТОЧНИКОВ ВЕГЕТАТИВНО РАЗМНОЖАЕМЫХ ПОДВОЕВ И ИНТЕНСИВНОГО САДА
A. И. ЗАВРАЖНОВ, академик РАСХН, ректор
К.А. МАНАЕНКОВ, кандидат технических наук, доцент
B.Ю. ЛАНЦЕВ, кандидат технических наук, доцент В.В. ХАТУНЦЕВ, инженер
Мичуринский ГАУ
В.Г. БРОСАЛИИ, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
М. И. МЕРКУЛОВ, инженер ВНИИ садоводства им. И. В. Мичурина E-mail: nich@mgau.ru
Резюме. Представлена характеристика комплекса машин для ресурсосберегающего ухода за почвой в интенсивных садах, машины для утилизации отходов обрезки в садах, комплекс машин для маточников вегетативно размножаемых подвоев.
Ключевые слова: интенсивный сад, машина для обработки приствольных полос, гербицидная штанга, косилка, машина для утилизации отходов обрезки, машина для окучивания маточных растений, машина для раскрытия корневой системы подвоев, машина для раскрытия маточных растений.
В развитии российского садоводства, увеличении производства высококачественной плодовой продукции важная роль отводится интенсивным садам на слаборослых клоновых подвоях, обеспеченным средствами механизации технологических операций. Однако поступающая на рынок отечественная садоводческая техника в подавляющем большинстве базируется на результатах научных исследований и опытно-конструкторских разработок 20-25-летней давности [3]. Ее использование не приводит к существенному снижению затрат, а лишь исключает тяжелый ручной труд при выполнении основных операций. Сделать же продукцию отечественного садоводства конкурентоспособной в современных условиях можно только на основе принципиально новых, перспективных технических решений.
Подходы к производству садовой техники за последний период принципиально изменились и стали более адаптированы к рынку. Если раньше ее выпускали крупные заводы сельскохозяйственного машиностроения, то сегодня этим занимаются инженерные подразделения исследовательских институтов и вузов на своих научно производственных базах, которые по сути можно считать малыми предприятиями.
С конца 1990-х гг. ученые в Мичуринского ГАУ совместно с сотрудниками других заинтересованными НИИ и вузов ведут исследования по совершенствованию рабочих органов, созданию комплекса машин для маточников вегетативно размножаемых подвоев, а также комплекса машин для ухода и содержания по-
чвы в интенсивных садах на слаборослых подвоях и др.
Разработка образцов и изготовление опытных партий осуществляется в рамках госконтрактов с Фондом содействия развитию предприятий малых форм в научно-технической сфере.
В интенсивных садах почву содержат по системе черного пара или с искусственным задернением междурядий.
Содержание по системе черного пара довольно энергозатратно, так как в течение сезона проводится 4...5 обработок почвы. Кроме того, созданные ранее орудия (плуги садовые прицепные ПСГ-4-30, ПЛС-6-25; бороны дисковые БДСТ-2,5, БДС-3,5; культиватор КСГ-5; приспособления для обработки приствольных полос П МП-0,6 и ФА-0,76) больше подходят для сильнорослых садов, а в интенсивных насаждениях на слаборослых подвоях не все они могут использоваться эффективно [1].
В МичГАУ разработана ресурсосберегающая технология и комплекс машин для ухода за почвой в интенсивных садах на слаборослых подвоях. В ее основу положен способ обработки почвы (патент РФ № 2137328), который предусматривает рыхление приствольных полос шириной 1 м по каждую сторону ряда и остальной части междурядий за один проход агрегата.
Для обработки приствольных полос предложена машина М П П -1,2 (рис. 1), обеспечивающая обход штам-
Рис. 1. Машина для обработки приствольных полос МПП-1,2. бов деревьев, с шириной захвата рабочих органов 1,2 м (патенты РФ № 2075269, № 2081531, № 2132599, № 2137327, №2272388, №2326516).
Машина имеет раму с параллелограмным механизмом и навесным устройством. На конце рамы закреплен корпус, который может поворачиваться вокруг центральной оси. На его выходных валах смонтированы вертикальные фрезы с Ь-образными наружнозагнутыми ножами. Привод фрезерных барабанов осуществляется от ВОМ трактора посредством карданных передач, предохранительной муфты, конических редукторов и размещенной в корпусе зубчатой передачи. Последняя обеспечивает одностороннее вращение фрезбарабанов (против часовой стрелки на
виде сверху.) Рабочий орган снабжен следящей системой, управляемой щупами.
В процессе работы агрегат движется посередине междурядья. Правая половина корпуса находится в линии ряда деревьев и перекрывает его. При касании щупа штамба дерева, корпус расфиксируется и под действием реактивного момента поворачивается, обходя дерево, до соприкосновения правой половины с упором, который удерживает корпус от дальнейшего поворачивания. У следующего дерева цикл повторяется.
Предложенная технология исключает перекрытие смежных проходов (рабочая ширина захвата равна конструктивной). В этом случае при обработке приствольных полос (зоны) шириной I м легко определить требуемую ширину захвата орудия (5): для насаждений с междурядьями 4 м — Вр = 2 м; 5 м — В = 3 м; 6 м — В = 4 м.
Орудия с такой шириной захвата присоединяются к трактору без бокового смещения от продольной оси. Это могут быть культиваторы КСМ-2, КСН-4, КПС-4; дисковые бороны БДН-3, БДГ-3, БДП-3, БДТ-3 и др., используемые в полеводстве. Защитная зона шириной 1 м исключает повреждение штамбов и нижних скелетных ветвей деревьев и позволяет эксплуатировать агрегаты без указателя.
При использовании предлагаемой технологии энергозатраты снижаются до 30 %. Это происходит прежде всего благодаря уменьшению числа проходов агрегатов в каждом междурядье [1].
Механическая обработка приствольных полос осуществима в садах с шагом посадки деревьев от 1,5 м. В более загущенных насаждениях применяют химические способы борьбы с сорняками.
За последние годы расширился ассортимент средств борьбы с сорной растительностью, повысилась их эффективность и вместе с тем резко возросли требования к технологии применения, в том числе к равномерности распределения препаратов на обрабатываемой поверхности и точности их дозирования.
Известно несколько принципиальных схем компоновки гербицидной штанги для опрыскивания приствольных полос [2]. Один из недостатков штанги с отклоняющимися секциями — огрех, который образуется при обходе штамбов. Его величина зависит от длины секции и положения ее оси поворота относительно линии ряда.
Для снижения неравномерности опрыскивания приствольных полос сада за два смежных прохода мы разработали новое устройство (патент РФ № 2282990), отличающееся наличием копира, удерживающего распыливающую штангу на заданном расстоянии от линии ряда (рис. 2).
Устройство содержит навеску, обеспечивающую возможность изменения высоты расположения распиливающих штанг относительно поверхности почвы. К ней с помощью параллелограмных механизмов, крепятся штанги, смещение которых от продольной оси агрегата можно регулировать. На конце каждой из них закреплен копир, ориентированный вдоль направления движения.
Рис. 2. Гербицидная штанга для внесения растворов гербицидов в приствольные полосы сада.
Перед началом работы штанги устанавливают на ширину междурядья так, чтобы при касании копиров штамбов деревьев параллелограмные механизмы приняли среднее положение. Ось симметрии устройства ориентировочно должна совпадать с серединой междурядья. При движении агрегата, распыливающие штанги находятся в приствольных полосах левого и правого рядов. Копиры скользят по штамбам своего ряда. Промежутки между стволами в ряду обрабатываются. Постоянное касание копира со штамбами при их отклонении от оси ряда и неточностях вождения агрегата обеспечивается пружиной параллелограмно-го механизма. Неравномерность распыления гербицидов по ширине обрабатываемой полосы при смежных проходах возникает лишь из-за разницы диаметров штамбов в ряду.
Как бы ни была совершенна обработка приствольных полос, без предохранения их поверхности от воздействия ветра и высоких температур трудно обеспечить оптимальный для плодовых деревьев запас продуктивной влаги в верхнем слое почвы в течение продолжительного времени и регулировать нлагонакопле-ние. Эта проблема решаема при капельном орошении приствольных полос, или если поверхность почвы покрыта мульчей. Мульчирующий слой в ряду деревьев исключает уплотнение почвы и образование почвенной корки, повышает содержание влаги и значительно снижает засоренность приствольных полос, то есть сокращается необходимость в рыхлении их и применении гербицидов. При механической обработке приствольных полос полуперегнившая скошенная масса заделывается в почву, увеличивая содержание гумуса.
Рис.З. Косилка для скашивания травы в междурядьях с одновременным мульчированием приствольных полос.
С агрономической точки зрения лучше всего выращивать будущий мульчматериал в междурядьях сада, содержащихся под залужением [4].
Для реализации такого технологического процесса разработана косилка (патент 2265984 РФ) с роторами, вращающимися в одну сторону и ориентированными определенным образом по отношению к направлению движения агрегата, ножи которых снабжены отбивающими пластинами [5].
Конструкция (рис. 3) крепится через параллелог-рамный механизм к задней навеске трактора. Крутящий момент от ВОМ передается на рабочие органы через карданный вал, конический редуктор и ременные передачи. Задняя часть роторов закрыта кожухом.
При движении агрегата по междурядью сада зеленая масса срезается вращающимися в одну сторону ножами роторов. Часть скошенной массы отбрасывается в ряд деревьев в результате удара, сообщаемого отбивающими пластинами ножей, оставшаяся срезанная трава попадает в зону действия ножей следующего ротора, и процесс повторяется. Вследствие того, что линия центров роторов расположена под определенным углом атаки, образуется необходимый сектор выброса скошенной массы.
Важный агроприем формирования урожая — обрезка плодовых растений. После нее необходимо убрать срезанные сучья. Это довольно трудоемкий процесс и выполняют его в тяжелых погодных условиях. Вначале садовыми волокушами сучья вывозят на поворотные полосы, а затем к месту сжигания.
При выталкивании сучьев травмируются плодовые насаждения, а их сжигание приводит к потере большого количества органики и наносит непоправимый ущерб окружающей среде. Поэтому сейчас ведутся исследования по созданию поточных измельчителей.
В МичГАУ разработана машина для измельчения обрезанных ветвей и заделки щепы в почву (патент РФ № 2188524). Она (рис. 4) содержит открытый снизу не-
дом от ВОМ трактора. В передней части кожуха установлены контрножи.
При движении машины по валку уложенных по середине междурядья обрезанных ветвей первый ротор в результате взаимодействия с контрножами измельчает древесный материал, а второй — заделывает щепу в почву. Положительный аспект ее применения — использование обрезанной биомассы для повышения плодородия почвы в садах.
В последние годы инвесторы активно приступили к восстановлению и реконструкции садов во многих хозяйствах средней полосы России, что привело к возникновению дефицита посадочного материала на слаборослых клоновьгх подвоях. Удовлетворить эту потребность можно при его выращивании с учетом биологических особенностей плодовых растений, обеспечивающих высокую эффективность их размножения. Питомниководство на современном этапе — наиболее выгодная отрасль садоводства, а его продукция — самая дорогая и высокорентабельная.
Технологический процесс выращивания клоновых подвоев включает следующие операции: посадка маточных растений, 3-4-кратное окучивание отрастающих побегов, разокучивание и отделение отводков, укрытие маточных растений в зиму и весеннее открытие.
Наиболее трудоемка операция окучивания. Для ее выполнения сотрудники МичГАУ и ВСТИСП разработали комбинированный окучивающий агрегат МУП-1 (Ах. №1055348, 1493118).
Основные составные части окучивающего орудия (рис. 5) — рама с регулируемыми по высоте опорными
Рис. 4. Машина для измельчения и заделки в почву отходов обрезки в садах.
сущий кожух с навесным устройством и роторы для измельчения и заделки растительных остатков с при во-
Рис. 5. Машина для окучивания маточных растений МУП-1.
пневматическими колесами, активные рабочие органы (фрезерные барабаны), защитно-отражательный кожух, механический привод от вала отбора мощности трактора на активные рабочие органы и пассивные лево- и правоотвальные корпуса (грядили), расположенные сзади фрезерных рабочих органов.
Во время работы атрегат седлает ряд (ленту) маточных растений. Включается вал отбора мощности трактора и агрегат начинает движение. Фрезерные барабаны ножами измельчают почву, поднимая часть ее вертикально вверх, а часть, фасками от заточек ножей, вверх и в сторону маточных растений. И те, и другие частицы, отражаясь от защитного кожуха, попадают в
середину ряда (ленты) маточных растений. С боковых сторон валок формируют отвальные корпуса.
Регулировка технологических параметров дает возможность изменять количество почвы, подаваемой в середину ленты. Это позволяет использовать орудие и для первого окучивания маточных растений, когда отрастающие неокрепшие побеги может засыпать почва. В случае малого бокового смещения почвы машину можно применять для борьбы с сорной растительностью, при этом пассивные рабочие органы (за-гортачи) снимают.
Важная составляющая технологии выращивания клоновых подвоев — отделение их от маточных растений. Существующие способы предусматривают ра-зокучивание валков и ручное отделение укоренившихся отводков.
Разработанная совместно с ВНИИ садоводства им. И.В. Мичурина (патент РФ № 2290774) машина содержит (рис. 6) основную раму с опорно-регулировочны-
Рис. 6. Машина для раскрытия корневой системы вегетативно размножаемых подвоев.
ми колесами. К ней посредством параллелограмного механизма присоединена подвижная рама с гидроцилиндром, на которой установлены отпашники и роторные щетки с приводом от ВОМ. Машина снабжена щупом-копиром, управляющим через гидрораспределитель и гидроцилиндр положением подвижной рамы,
что дает возможность ориентировать отпашники и щетки в непосредственной близости от растений.
При движении вдоль ряда отпашники смещают основную массу почвы в стороны от растений и образуют при этом углубление ниже уровня залегания корней. Затем роторные щетки вытряхивают почву из корней и сбрасывают ее в образованное ранее углубление. Эффективная работа машины достигается благодаря наличию следящей системы обеспечивающей минимальную защитную зону отпашников.
После этого растения окучивают для исключения зимнего подмерзания.
Для весеннего раскрытия маточников совместно с ВНИИ садоводства им. И.В. Мичурина разработан (патент РФ № 2290774) роторный разокучи-
Рис. 7. Машина для весеннего раскрытия маточных растений.
ватель (рис. 7), содержащий рамус опорно-регулировочными колёсами и установленный на ней ротор с приводом. Ротор снабжён граблинами со щётками. Его ось отклонена в вертикальной плоскости вперёд в направлении движения машины. Рабочие элементы разокучивателя — эластичные пальцы.
Испытания опытного образца, изготовленного в соответствии с результатами исследований, показали работоспособность и перспективность выбранной схемы.
Использование предложенных технологий и технических средств в интенсивном садоводстве будет способствовать его более быстрому и экономически эффективному развитию.
Литература.
/. Манаенков КА. Энергосберегающая технология обработки почвы в интенсивных, садах // Техника в сельском хозяйстве — 2002. — №2 — С. 20-22.
2. Машины для механизации работ в садоводстве: Каталог техники. / Под общей редакцией член-корреспондента РАСХН И.М. Куликова. - М.„ 2005. — 120 с.
3. Орсик Л. С. О состоянии и дальнейшем развитии средств механизации садоводства и виноградарства / Машинные технологии и техника для возделывания садов, ягодников, питомников, винограда, декоративных кустарников и цветов // Сб. науч. докл. Второй мезкдунар. науч.-практ. конф. «Научно-технический прогресс в садоводстве». — М.: ВСТИСП, 2003. — 4.1. — С. 10-/6.
4. Придорогин М.В., Придорогин В. К. Концепция запужения почвы в молодых плодовых садах, способы ее осуществления и оценка эффективности: Практ реком. — Тамбов: Изд-во ТГУ им. Г. Р. Державина, 2005. — 385 с.
5. Завражнов А.И., Манаенков К.А., Хатунцев В.В. Исследование процесса перемещения скошеной массы в приствольные полосы рабочими органами косилки для интенсивного садоводства//Достижения науки и техники АПК. — 2008. — № 8. — С. 39-43.
DEVELOPMENT AND IMPROVEMENT OF PROMISING MACHINE UNITS FOR VEGETATIVELY PROPAGATED ROOTSTOCKS AND INTENSIVE ORCHARD A.I. Zavrazhnov, K.A. Manayenkov, V.Y. Lancev, V.V. Khatuncev, V.G. Brosalin, M.l. Merkuiov Summary. Machine units for resource saving soil management in intensive orchards, a machine for utilization of pruned wood, machine units for stoolbeds for vegetatively propagated rootstocks hare been described.
Key words: intensive orchards, machine for soil management in rows, herbicide rod, a machine for utilization of pruned wood, a machine for hilling off rootstocks root system, a machine for hilling off stoolbed plants.
