CC BY
21
9. Погода и климат - Климатический монитор: погода в Ижевске [Электронный ресурс]. URL: http://www.pogodalkijmat.ru/monitor php?id=28411&month=5-7&year=2013 (дата обращения: 19.11.2013).
10. Погода и климат - Климатический монитор: погода в Ижевске [Электронный ресурс]. URL: http://www.pogodalkilmat.ru/ monitor.php?id=28411&month=5-9&year=2014 (дата обращения: 28.10.2014).
No-till, Minimal or Moldboard tillage
A.M. Lentochkin, P.E. Shirobokov, L.A. Lentochkina
Izhevsk State Agricultural Academy, ul. Kirova, 16, Izhevsk, 426033, Russian Federation
Summary. The purpose of the research was a comparative study of a direct seeding of spring wheat, based on the no-till system of tillage, with common technologies of its cultivation: moldboard plowing, nonmold-board cultivation and minimal one. The field tests were carried out in AO "Put Ilyicha" in Zavyalovsky district of the Udmurt Republic on sod-podzol middle sandy loam soil. As a result of the studied techniques we came to the conclusions that studied tillage systems virtually had no effect on moisture regime of spring wheat during the growing season, on density and porosity of the soil. But they significantly reduced the portion of agriculturally valuable soil fraction (except the minimal system with KPE-3.8). We found that the moldboard plowing system with PLN-5-35 had the best effect on spring wheat yield over two years - 2.54 t/ha with the costs 852 rub/ha. Nonmoldboard system, based on the deep chiseling, resulted almost in the same yields - 2.44 t/ha, but the expenses were 949 rub/ha. Minimal tillage technologies with KPE-3.8 and KMBD-3x4P had almost the same meanings as plowing- 2.48 and 2.44 t/ha respectively (the expenses were half as much - 426and388 rub/ha). But at the use of BDT-3.0 the productivity was less, than at the moldboard system, by 13% (the cost was 446 rub/ha). At the null system of tillage with Tornado 500 herbicide the lowest yield was obtained - 2.05 t/ha. Thus, the most effective technological system of tillage is moldboard plowing, providing the greatest grain yield of spring wheat. But this technology is known to be inefficient and dangerous because of soil erosion. Therefore the minimal tillage technologies with KPE-3.8 and KMBD 3x4P are more attractive for the production, they are not inferior moldboard plowing in yields of spring wheat, but they are more productive and have lower financial expenses.
Keywords: spring wheat, soil cultivation, agrophysical properties of soil.
Author Details: A.M. Lentochkin, D. Sc. (Agr.), prof. (e-mail:[email protected]); P.E. Shirobokov, post-graduate student; L.A. Lentochkina, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.
For citation: Lentochkin A.M., Shirobokov P.E., Lentochkina L.A. No-till, Minimal or Moldboard tillage. Zemledelie. 2016. No 3. Pp. 9-13 (in Russ.).
УДК: 631.:631.58 (571.1)
Совершенствование комплекса машин и орудий в засушливом земледелии Западной Сибири
обработке почвы, посеве и уборке урожая по-зволяетулучшить экономические параметры производства зерна и более рационально использовать почвенно-климатические ресурсы региона.
Ключевые слова: земледелие, плодородие почвы, водный режим, ресурсосберегающие технологии, измельчитель соломы, глубокорыхлитель, культиватор, универсальная сеялка.
Для цитирования: Совершенствование комплекса машин и орудий в засушливом земледелии Западной Сибири / М.С. Чеку-сов, Л.В. Юшкевич, А.А. Кем, Д.А. Голованов // Земледелие. 2016. №3. С. 13-16.
М.С. ЧЕКУСОВ1, кандидат технических наук, министр (e-mail: [email protected]) Л.В. ЮШКЕВИЧ2, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected])
А.А. КЕМ2, кандидат технических наук, зав. отделом Д.А. ГОЛОВАНОВ3, кандидат технических наук, и.о. директора (e-mail: [email protected]) Министерство сельского хозяйства и продовольствия Омской области, ул. Красный путь, 3, Омск, 644043, Российская Федерация 2Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, просп. Академика Королева, 26, Омск, 644012, Российская Федерация 3Омский экспериментальный завод, просп. Академика Королева, 32, Омск, 644012, Российская Федерация.
В статье освещены вопросы совершенствования технических средствдля засушли-выхлесостепных и степньк агроландшафтов Западной Сибири с годовым количеством осадков до 300-400 мм. В основу концепции модернизации положен принцип системного подхода к ресурсосберегающей технологии и техническим средствам, направленный на улучшение водного режима и повышение эффективного плодородия почвы. Для оптимизации использования соломы в системе почвозащитного земледелия разработаны навесные измельчители, применение которых позволяет измельчать солому до 50-200 мм и разбрасывать ее полосой шириной до 10 м. Для повышения влагопроводных функций почвы необходимо раз в 3-4 года осуществлять глубокое рыхление на глубину до 30-35 см, с этой целью были разработаны модифицированные глубокорыхлители. По сравнению с ежегодной вспашкой, использование этих орудий обеспечивает увеличение производительности до 20% и снижение расхода ГСМ на17%. Для накопления влаги, выравнивания поверхности поля, качественной обработки почвы на глубину 6-8 см при проведении предпосевной обработки и летних обработок парового поля предлагается использовать культиваторы «Степняк». Для посева зерновых культур разработана универсальная сеялка с высевающим аппаратом, обеспечивающим высев семян нормой от 3 до400кг/га. Сеялка оборудована двухдисковыми сошниками, ширина междурядья 15 см, глубина заделки семян от 15 до 90 мм. Все разработанные орудия и машины прошли государственные испытания на различных МИС. Использование представленного комплекса машин при
В Западно-Сибирском регионе РФ, земельный фонд которого достигает 19 млн га пашни, зерновые культуры занимают 52-54%, причём основная площадь их посевов (80-85%) сконцентрирована в засушливых лесостепных и степных агроландшафтах. Почвенно-климатические условия основных зерносеющих районов юга Западной Сибири, в том числе Омской области, достаточно жесткие: дефицит влаги (годовая сумма осадков - 300-400 мм), недостаток тепла (среднегодовая температура около 00С), высокая ветровая активность (среднегодовая скорость ветра 4-5 м/с). Климат резко континентальный, область подвергается атмосферным, почвенным и совместным засухам. Продолжительность периода с температурой воздуха более 10 0С не превышает 125-130 сут. Почвенный покров пашни представлен черноземными и лугово-черноземными почвами (67-71%) с содержанием гумуса 4-7%, тяжёлого и среднего гранулометрического состава [1, 2, 3].
Для освоения адаптивно-ландшафтного земледелия в засушливых регионах необходимо совершенствование технических средств. Сельскохозяйственное производство по-прежнему остаётся в основном не только экстенсивным и энергоёмким, но и экологически несбалансированным. На сегодняшний день доля различных машин и орудий, не соответствующих е мировому уровню, варьирует от 20 до | 60%, велика их изношенность и нагруз- д ка, недостаточно комбинированных и е широкозахватных агрегатов. Тенден- и ция сокращения машино-тракторного № парка в Западной Сибири сохраняется. 3 Ежегодный ввод техники в сельскохо- м зяйственное производство находится 1 на уровне 4-6% от потребности. Темпы
(О
о
см (О
ш ^
ш
ч
ф
^
2
ш м
Рис. 1. Измельчители соломы для различных марок комбайнов.
пополнения парка машин и орудии составляют 1,5-5% и продолжают заметно уступать темпам их списания [4].
Первоочередная задача земледелия - предотвращение деградации почвенного покрова аридныхтерритории в результате снижения плодородия, критически низкого применения органических и минеральных удобрении, переуплотнения верхнего слоя движителями транспортно-технологических средств, особенно почв тяжёлого гранулометрического состава, солонцеватых и увлажненных. В основу концепции засушливого земледелия положен принцип системного подхода к решению основной проблемы - оптимизации агрофизических параметров корнеобитаемого слоя, улучшения водного режима и в целом эффективного плодородия почвы. Снижениеобъемов использования зональных технологий обработки почвы в условиях экстенсивного земледелия, несовершенство технических средств, приводят к уменьшению продуктивности пашни. Потенциал новых более урожайных и адаптивных к местным условиям сортов реализуется в условиях производства всего на 30-50%. [1, 5]. Результаты сплошного агрохимического мониторинга почвы, проводимого агрохимической службой Министерства сельского хозяйства, свидетельствуют об ухудшении показателей плодородия почвы в регионе [6, 7, 8].
Переход хозяйств на новые ресурсосберегающие технологии и технические средства предусматривает следующие обязательные операции: измельчение пожнивных растительных остатков и равномерное их распределение по поверхности поля, рыхление почвы и уничтожение сорняков, обработка посевов пестицидами, сохране-
ние влаги, выравнивание полей, посев, прикатывание [4, 5, 9].
В последние годы специалистами ФГУП «Омский экспериментальный завод» при участии ученых ФГБНУ СибНИ-ИСХ для рационального использования
почвенно-климатических ресурсов территории, повышения продуктивности пашни при воспроизводстве почвенного плодородия разработан современный комплекс почвозащитных влагосбе-регающих машин и орудий. Основные из них, которые вносят наибольший вклад в решение проблем адаптивного земледелия: измельчители соломы, глубокорыхлители, универсальные культиваторы и посевные комплексы.
Цель исследований - разработка и усовершенствование комплекса адаптивных машин и орудий для возделывания зерновых культур в условиях Западной Сибири.
На сегодняшний день использование соломы на нужды животноводства составляет всего 15-20% от объемов ее ежегодного производства, остальное количество остается на полях, причем значительную ее часть сжигают. По минимальным оценкам сжигание соломы и «палы» ежегодно приводят к уничтожению только в Омской области до 7-8 млн т органического вещества. Для оптимизации использования соломы в системе почвозащитного земледелия, с учётом сокращения затрат на её утилизацию разработаны измельчители соломы навесные (ИСН), использова-
Рис. 2. Глубокорыхлитель РН-4.
1. Техническая характеристика рыхлителей почвы
Наименование агрегата
Показатель РН-2,5 РН-4 ПРП-5,6
«Гефест» «Атлант» «Титан»
Тип орудия навесная навесная прицепная
Рабочая ширина захвата, м 2,5 4,0 5,6
Глубина обработки почвы, см
- рыхлителями 20-45 20-45 20-40
- дисками до 12 до 12 до 12
- катками до 6 до 6 до 15
Рабочая скорость, км/ч до 12
Число рабочих органов, шт. 7 11 9
Масса, кг 1850 2800 5750
Агрегатируется с тракторами, класс 3 5 6-8
Рис. 3. Культиватор «Степняк 10» в работе.
2. Технические характеристики комбинированных почвообрабатывающих агрегатов «Степняк»
Показатель Наименование агрегата
«Степняк 4,2» «Степняк 5,6» I «Степняк 7,4» I <Степняк10»
Ширина захвата, м 4,2 5,6 7,4 10
Агрегатируется с тракто-
рами, класс 2 3 5 5 и выше
Производительность, га/ч 3,5-5 4,5-6 6,5-8 9-11
Рабочая скорость, км/ч до 12
Глубина обработки, см 6-18
Удельный расход топлива, кг/га 4-6
Масса, кг 2000 2850 3650 6500
ние которых кроме прочего обеспечивает сохранение запасов влаги и, как следствие, способствует увеличению урожайности зерна [2, 10].
Измельчители соломы агрегатиру-ются с комбайнами «Нива», «Енисей», Дон-1500, «Вектор», «Джон Дир» и др. (рис. 1).
Ширина разбрасывания соломы регулируется в интервале от 4 до 10 м при измельчении от 50 до 200 мм. Для более равномерного распределение пожнивных растительных остатков по поверхности поля необходимо использовать пружинные бороны, что позволяет исключить забивание рабочих органов орудий при проведении последующих обработок осенью или весной.
Ежегодная площадь внесения измельчённой соломы только в Омской области за последние годы увеличилась в 10-12 раз и составляет более 900 тыс. га. Этот приём выгоден и в организационном плане, в сравнении с использованием копнителей.
Измельчение соломы в процессе уборки зерновых имеет преимущества по ряду позиций: способствует более качественной зяблевой обработке почвы, особенно во влажную осень, повышает противоэрозион-ную устойчивость почвы, увеличивает влагообеспеченность, уменьшает испарение влаги в весенний период, что в конечном итоге способствует повышению потенциального и эффективного плодородия почвы [10, 11, 12].
В ресурсосберегающей технологии при проведении основной обработки почвы, особенно в лесостепной зоне, которая имеет сложный почвенный покров с неблагоприятными агрофизическими свойствами, а также на почвах черноземного ряда, склонных к переуплотнению при длительной обработке по минимальной и «нулевой» технологии, для повышения влагопроводных свойств необходимо каждые 3-4 года проводить глубокое рыхление. Для этой цели разработаны модифицированные глубокорыхлители (рис. 2, табл. 1).
Проведение периодического глубокого рыхления подпахотного слоя на глубину до 30-35 см при обработке почвы обеспечивает повышение производительности, по сравнению с ежегодной вспашкой, до 20% с одновременным снижением расхода ГСМ на 17%, при этом благодаря повышению весенних влагозапасов в почве прибавка урожая пшеницы достигает 0,40 т/га [13].
В засушливых условиях юга Западной Сибири основной лимитирующий фактор увеличения продуктивности зерновых культур - влага. В технологической цепочке наибольшие ее потери происходят при предпосевной обработке почвы, а также при летних обработках парового поля на глыбистой и не выровненной зяби [2, 10, 13]. Исследования показали, что наиболее эффективны почвообрабатывающие орудия, использование которых сокращает проходы движителей по
полю, что уменьшает деградационное воздействие на почву (распыление, уплотнение), снижает расход ГСМ [13]. На Омском экспериментальном заводе для засушливых регионов разработано семейство культиваторов «Степняк», имеющих несколько модификаций (рис. 3, табл. 2). Они предназначены для качественной предпосевной обработки и подготовке паров в системе почвозащитного земледелия. К преимуществам культиватора «Степняк» относится следующее:
выравнивание поверхности поля благодаря эффективной схеме расположения копирующих опорных колес и катков (транспортные колёса при культивации не задействованы);
равномерность и стабильность хода рабочих органов на заданную минимальную (6-8 см) глубину;
разрушение прикатывающими катками специальной конструкции комков почвы до мелких фракций, позволяющее проводить последующие операции;
качественное подрезание и вычёсывание сорняков;
возможность агрегатирования с зарубежными тракторами, простота обслуживания и регулировок.
В результате исследований, проведенных с использованием этих культиваторов установлено, что в засушливых агроландшафтах для сохранения влаги и подавления сорняков целесообразны поверхностные обработки почвы на глубину не более 6-8 см. Глубокое рыхление, в том числе в паровом поле, приводит к иссушению верхнего (0-10 см) слоя почвы. Уменьшение глубины обработки с 14-16 до 5-6 см способствует увеличению прорастания сорняков на 70-80%, сокращению потерь влаги с 2,9 до 1,8 мм в сутки (до 38 %) и экономии ГСМ до 30-40% [11].
Урожайность зерновых культур во многом определяется качеством посева, равномерностью размещения семян по глубине и площади питания [3]. На предприятии была разработана и активно внедряется в производство универсальная сеялка «Бошег-3600», которая предназначена для посева не только зерновых и зернобобовых, но и мелкосемянных культур (рис. 4).
Сеялка прицепная агрегатируется с трактором класса тяги 14 кН и более, ширина захвата при использовании одного модуля 3,6 м, двух - 7,2 м. Применение универсальных высевающих аппаратов и бесступенчатого вариа- е тора гарантирует высокую точность | нормы высева семян от 3 до 400 кг/га в <в зависимости от высеваемой культуры. е Сеялка оборудована двухдисковыми и сошниками, каждый из которых связан № с катком, что позволяет копировать 3 неровности поверхности поля, регу- 2 лировать и стабильно выдерживать во 1 время выполнения технологической 6
Рис. 4. Посевной комплекс «Sower-3600».
операции глубину заделки семян от 15 до 90 мм. Ширина междурядья 15 см. Отдельно вынесенное приводное колесо обеспечивает стабильный привод высевающих аппаратов.
Все орудия и машины прошли государственные приёмочные испытания на Сибирской, Кубанской и Поволжской машиноиспытательных станциях, по итогам которых они рекомендованы к внедрению в сельскохозяйственное производство.
Освоение ресурсосберегающих технологий выращивания зерновых культур с использованием предлагаемого комплекса многофункциональных и высокопроизводительных машин и орудий для обработки почвы, посева и уборки урожая, выпускаемых в Сибири, позволит улучшить экономические параметры производства зерна, повысить урожайность и более рационально использовать почвенно-климатические ресурсы региона.
Литература.
1. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М: Изд-во МСХА, 2000. 473 с.
2. Земледелие на равнинных ландшафтах и агротехнологии зерновых в Западной Сибири (на примере Омской области) / под ред. И.Ф Храмцова. Новосибирск: РАСХН. Сибирское отделение. СибНИИСХ, 2003. 412 с.
«О 3. Юшкевич Л.В., Кем А.А. Совершенство-О вание технологии посева зерновых культур в N Западной Сибири// Исторические аспекты, со-^ стояние и перспективы развития земледелия z в Сибири и Казахстане: Материалы Междуна-s родной научно-практ. конференции посвящен-§ ные 60-летию освоения целинных и залежных
4 земель. Омск: ЛИТЕРА, 2014. С. 87-90.
® 4. Совершенствование машинных техно-
5 логий с целью повышения их эффективности: монография /А.А. Кем, В.А. Домрачев,
Л.В. Юшкевич и др. Омск: Вариант-Омск, 2011. 76 с.
5. Холмов В.Г, Юшкевич Л.В. Интенсификация и ресурсосбережение в земледелии лесостепи Западной Сибири: монография. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ 2005. 396 с.
6. Сарыкин В.Н., Даммер В.А. Динамика плодородия пахотных почв Алтайского края // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т29. №11. С. 8-10
7. Степанов М.И. Динамика основных показателей плодородия пахотных почв Новосибирской области // Достижения науки и техники АПК. 2014. №4. С. 12-15
8. Просянникова О.И., Просянников В.И. Плодородие почв и урожайность полевых культур в условиях Кемеровской области // Достижения науки и техники АПК. 2014. Т.28. №10. С. 3-7.
9. Влагоаккумулирующие технологии, техника для обработки почв и использование минеральных удобрений в экстремальных условиях: монография / Ю.Ф. Лачуга, И.В. Савченко, П.А. Чекмарев, Ю.Х. Шогенов, В.В. Кирсанов, Ю.А. Шумов, Д.А. Голубев, А.Ю. Измайлов, Н.К. Ма-зитов, В.М. Кряжков, Я.П. Лобачевский и др. Рязань: Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического обслуживания сельского хозяйства РАСХН, 2014. 246 с.
10. Применение соломы в засушливом земледелии Западной Сибири: методческое пособие / Л.В. Юшкевич, О.Ф. Хамова, Н.А. Воронкова, С.В. Куликов. Омск: Вариант-Омск, 2013. 48 с.
11. Власенко А.Н., Власенко Н.Г Возможности экологизации технологий в земледелии Сибири // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №9. С. 21-24
12. Ахметзянов М.Р., Таланов И.П. Влияние фонов питания на продуктивность овса//Вест-ник Казанского ГАУ 2014. № 1(31). С. 88-90.
13. Голованов Д.А. Кем А.А. Чекусов М.С. Комбинированное орудие для основной обработки почвы и влагонакопления в засушливых районах Западной Сибири // Достижения науки и техники АПК. 2013. №2. С. 53-56.
Improvement of Machinery and Tool Complex in the Arid Agriculture of Western Siberia
M.S. Chekusov1, L.V. Yushkevich2, A.A. Kem2, D.A. Golovanov3
1Ministry of Agriculture and Food of the Omsk Region, ul. Krasnyi put', 3, Omsk, 644043, Russian Federation 2Siberian Research Institute of Agriculture, prosp. Akademika Koroleva, 26, Omsk, 644012, Russian Federation 3Omsk Experimental Plant, prosp. Akademika Koroleva, 32, Omsk, 644012, Russian Federation
Summary. In this article authors scrutinize the problem of improvement of technical means for arid forest-steppe and steppe agricultural landscapes of Western Siberia, with annual rainfall up to 300-400 mm. The principle of system approach to resource-saving technology and technical means, directed to the improvement of water regime and effective soil fertility, was underlay to the concept of machinery improvement. To optimize straw using in the system of soil-protecting agriculture straw shredders were developed, which allows shredding straw to pieces from 50 to 200 mm and spreading them with a width up to 10 meters. To improve moisture permeability of soil it is recommended to carry out deep tilling to a depth of 30-35 cm once every three-four years, for this purpose it was developed modified deep rippers. Compared with the annual ploughing using of this machinery provides increasing of productiveness up to 20%, fuel consumption is reduced by 17%. For moisture accumulation, field surface leveling, high-quality tillage to a depth of 6-8 cm at preplanting treatment and fallow treatments of summer fields the cultivator "Stepnyak" is recommended. The universal seeder provides sowing from 3 to 400 kg/ ha was developed. The seeder is equipped with double-disc shovels provides15 cm row spacing and sowing depth from 15 to 90 mm. All developed tools and machines passed the State trials in different machinery testing stations. Application of this complex machinery for tillage, sowing and harvesting improves economic parameters of grain production and provide more rational usage of soil-climatic resources in the region.
Keywords: agriculture, soil fertility, water regime, resource-saving technologies, straw shredder, deep ripper, cultivator, universal seeder.
Autor Details: M.S. Chekusov, Cand. Sc. (Tech.), minister (e-mail: chekusov@ msh.omskportal); L.V. Yushkevich, D. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: sibniish@ bk.ru); A.A. Kem, Cand. Sc. (Tech.), head of department; D.A. Golovanov, Cand. Sc. (Tech.), acting director (e-mail: [email protected])
For citation: Chekusov M.S., Yushkevich L.V., Kem A.A., Golovanov D.A. Improvement of Machinery and Tool Complex in the Arid Agriculture of Western Siberia //Zemledelie. 2016. No 3. Pp. 13-16.
