CC BY
62
УДК 631.3.09
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОГО РЫХЛЕНИЯ ПОЧВЫ
Геннадий Георгиевич Маслов, д. техн. н., профессор Максим Александрович Шишкин
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», Россия, г. Краснодар
В данной работе представлены: преимущества чизельной обработки почвы по сравнению со вспашкой; показатели по качеству крошения почвы; вопросы оптимального комплектования машинно-тракторного чизельного агрегата; принципиально новые направления совершенствования технологии глубокого рыхления почвы за счет инновационных технологических решений совмещения операций глубокого рыхления с одновременным качественным крошением и выравниванием почвы; конструкционные решения по модернизации глубоко-рыхлителя с помощью предлагаемого нами приспособления к глубокорыхлителю для дополнительного крошения и выравнивания почвы; применение ультрамалообьемных эжекционно-щелевых распылителей конструкции КубГА У и приспособления для одновременного с обработкой почвы внесения минеральных удобрений. Обоснована возможность существенного снижения ресурсов за счет перехода от повсеместной энергоемкой отвальной вспашки к научно обоснованному сочетанию чизельной, плоскорезной и поверхностной обработок с учетом севооборота, типов почв и природно-климатических условий. Предложены основные направления совершенствования технологии глубокого рыхления почвы за счет совмещения операций глубокого рыхления с одновременным качественным крошением, выравниванием почвы, внесением удобрений под стойки глубокорыхлителя и опрыскиванием корнеотпрыс-ковых и корневищных сорняков с помощью приспособления КубГАУ, закрепленного на раме. Обоснован массовый расход топлива 21,3 кг/га при чизелевании почвы на глубину 45 см. Представленные в конструкции чизельного агрегата усовершенствования позволяют повысить качество выполнения агротребований МСХРФ на вспашку, надежность технологического процесса даже при высокой влажности почвы и большом количестве пожнивных остатков. На основании анализа литературных источников доказана эффективность чизельной обработки при возделывании многих сельскохозяйственных культур и прибавки урожая зерна кукурузы по сравнению со вспашкой. Обоснованная рациональная загрузка трактора с заданным чизельным плугом, экономия топлива и максимально возможная производительность агрегата позволят снизить себестоимость работ и повысить эффективность технологии глубокого рыхления.
Ключевые слова: технология, чизелевание, тивность.
Введение
Система обработки почвы предполагает решение многоплановых задач по улучшению ее структуры, физико-механических свойств и фитосанитарных условий для почвенной среды, созданию благопри-
глубокорыхлитель, почва, крошение, эффек-
ятных условий для деятельности почвенных организмов и развития растений, а также эффективную защиту от сорняков и дефляции. Переход от повсеместной вспашки к научно обоснованному сочетанию чизельной, плоскорезной и поверх-
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ностной обработок позволит существенно снизить затраты ресурсов на выращивание продукции растениеводства. Необходимо также шире применять глубокое рыхление в сочетании с чизелеванием и другими приемами устранения переуплотнения, переувлажнения и эрозии почвы как на Кубани, так и в других регионах. Система земледелия на Кубани предусматривает разумное сочетание отвальных способов, безотвальных и чизелевание. Научными исследованиями в Краснодарском крае установлено, что глубокая чизельная обработка почвы способствует её разуплотнению, созданию оптимальных водно-физических свойств почвы и получению стабильных высоких урожаев зерновых культур [6]. Уже несколько лет средняя урожайность зерна на Кубани составляет 50 ц/га.
Для чизелевания почвы мировым сельскохозяйственным машиностроением разработаны самые различные конструкции машин, отличающиеся параметрами рабочих органов, их компановкой и взаимодействием. Цель нашей статьи -предложить новые направления дальнейшего совершенствования глубокого рыхления почвы.
Преимущества чизельной обработки почвы широко известны: ее можно применять на почвах всех типов, видов и разновидностей, с большим диапазоном влажности (до 30%), лучше противостоит уплотнению тяжелыми тракторами и сельхозмашинами, устраняет плужную подошву, надежно защищает от дефляции, снижает расход топлива на 18-21% и др.
Технология чизельной обработки базируется на применении чи-зельных плугов с глубиной обработки от 20 до 45 см, а с глубиной обработки до 60 см и более - необходимы чизельные специальные глубо-корыхлители. При глубине обработки до 30 см на чизельных плугах используют рабочие органы в виде стрельчатых лап, а при рыхлении до 45 см - рыхлительные лапы долотообразные. Для глубокой мелиоративной обработки почвы свыше 50 см на глубокорыхлителях применяют специальные рабочие органы: щелеватели-кротователи. Чизельная обработка эффективна при возделывании кукурузы, подсолнечника, озимой пшеницы, яровых зерновых и других культур [5].
При возделывании кукурузы на зерно на почвах Северного Кавказа лучший способ основной обработки почвы - сочетание вспашки на глубину 20-22 см и затем рыхление чизельным плугом до 45 см, а на сильно засоренных почвах - сочетание безотвальной обработки на глубину 30-35 см с чизельной на глубину до 45 см [5]. Урожайность зерна кукурузы при чи-зельной обработке по сравнению с отвальной вспашкой по данным трехлетних исследований повышается на 15% [5].
Во всех регионах страны периодичность проведения чизельной обработки в севообороте определяется составом культур, почвенными условиями и характером засоренности полей. На почвах с мощным гумусовым горизонтом ее выполняют через 3-4 года, на маломощных почвах с резким ухудшением агрофизи-
ческих и агрохимических свойств вниз по профилю - через 2-3 года.
На полях, сильно засоренных корневищными сорняками, чизеле-вание менее эффективно, чем вспашка [5]. До проведения чизельной обработки здесь необходимо предварительное мелкое рыхление почвы на глубину 8-10 см, затем после отрастания корнеотпрысковых сорняков (осот и др.) в фазе розеток - опрыскивание одним из гербицидов (раундап или другой), а затем, через 10-12 дней после внесения гербицидов - проведение чи-зельной вспашки на глубину до 45 см.
Таким образом, чизельная вспашка проводится при обязательном сочетании с другими обработками (лущение стерни, рыхление на глубину до 8-10 см, мелкая вспашка на 20-22 см, опрыскивание гербицидом).
Министерство сельского хозяйства РФ разработало исходные требования на базовую машинную технологическую операцию «Чизе-левание» [2]. Согласно этим требованиям предусматривается устойчивость глубины чизелевания относительно средней величины 10%; на глубину до 35 см оно выполняется стрельчатыми лапами, а глубинное - долотами; содержание комков почвы размером менее 5 см должно быть не менее 40% при рыхлении невспаханных полей и не менее 30% при рыхлении вспаханных полей; после чизелевания на поверхности стерневых фонов должно быть не менее 45% стерни; глубина на поверхности обработанного поля не должна пре-
вышать 50% от глубины чизелева-ния.
Результаты и обсуждение
Анализ исходных данных МСХ РФ [2] позволяет сделать вывод, что чизельная вспашка, а тем более глубокое рыхление имеют очень низкие показатели по качеству крошения почвы: до 40% при рыхл ении по вспаханному полю и всего до 25% - при рыхлении по невспаханному. Такая глыбистость почвы трудно разделывается последующими проходами машин и, на наш взгляд, должна устраняться при чи-зелевании с одновременным дополнительным крошением и выравниванием почвы. Это реализуется нашим конструктивным решением [1] с помощью приспособления к глубокорыхлителю для дополнительного крошения и выравнивания почвы (рис. 1).
К раме 1 глубокорыхлителя подсоединяются приспособления для одновременного внесения минеральных удобрений и для опрыскивания корнеотпрысковых сорняков [6, 7].
Научное обеспечение передовых агротехнологий в современных у словиях становится основополагающим фактором дальнейшего развития сельскохозяйственного производства на инновационной основе. При этом особую значимость приобретают вопросы оптимального комплектования машинно-тракторных агрегатов (МТА), включающих как отечественную, так и зарубежную технику для их эффективного использования в различных технологиях и севооборотах.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
1 - рама; 2 - лапы; 3 - рассекатель почвы; 4 - плоскорез; 5 - долото; 6-7 - рыхлительные барабаны; 8-9 - зубья Рисунок 1 - Глубокорыхлитель навесной
Грамотное комплектование МТА повышает конкурентоспособность отечественных сельхозтоваропроизводителей, что очень важно в связи с вступлением России в ВТО.
По методике кафедры эксплуатации МТП КубГАУ [3] нами выполнены расчеты по оптимальному комплектованию отечественного трактора К-5280 тягового класса 5 с аналогом глубокорыхлителя
8Ь-СЯ-7 шириной захвата 4,2 м при обработке почвы на глубину 45 см. Эксплуатационно-техническая ха-
рактеристика предлагаемого агрегата представлена в таблице 1.
При удельном тяговом сопротивлении чизельного плуга 10кН на 1 м ширины захвата коэффициент использования тягового усилия трактора К-5280 составит 0,85 при оптимальном 0,92, что вполне рационально определяет тяговые возможности трактора на рабочей скорости 8,0 км/ч и ширине захвата агрегата 4,2 м. Массовый расход топлива при глубине вспашки 45 см составил 21,3 кг/га.
Таблица 1 - Эксплуатационно-техническая ха
Состав агрегата Ши- Рабочая Производи- Часо- Массо-
Трак- Чизель- Число рина скорость тельность вой вый
тор ный стоек захва- движе- агрегата за расход расход
плуг кор- та аг- ния аг- 1 час сменно- топли- топли-
пусов рега- регата, го времени, ва, ва,
та, м км/ч га/ч кг/ч кг/га
К-5280 БЬ-СЯ-7 7 4,2 8,0 2,4 51,24 21,3
эактеристика чизельного агрегата
Оптимальное комплектование МТА по значению коэффициента использования тягового усилия -одно из основных требований науки эксплуатации машинно-тракторного парка. Оно определяет рациональную загрузку трактора, экономию топлива и максимально возможную производительность агрегата, что влияет на его эффективность и себестоимость продукции.
Выводы
На основании исследований можно предложить следующие новые направления совершенствования технологии глубокого рыхления:
а) за счет технологических инновационных решений - это совмещение операций глубокого рыхления с одновременным качественным крошением и выравниванием почвы;
одновременно с дополнительным крошением могут выполняться операции внесения минеральных удобрений сразу в почву под стойки глу-бокорыхлителя и опрыскивание корнеотпрысковых сорняков с помощью приспособления КубГАУ, закрепленного на раме;
б) за счет конструктивных решений по модернизации глубоко-рыхлителя - это применение предлагаемого нами приспособления к глубокорыхлителю согласно патенту РФ №120837 для дополнительного крошения и выравнивания почвы;
в) применение ультрамалообъ-емных эжекционно-щелевых распылителей конструкции КубГАУ согласно патентам на изобретение [4, 7] с нормой расхода раствора рабочей жидкости 10 л/га.
Библиографический список
1. Глубокорыхлитель навесной: патент RUS 120837 / Г.Г. Маслов, М.Н. Дьяченко, Н.А. Черный. - заявл. 10.10.2012 г.
2. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве. - М. МСХ РФ, 2005. - 21 с.
3. Методические указания к практическим занятиям по эксплуатации МТП. - Краснодар: КубГАУ, 2008. - 71 с.
4. Опрыскиватель: патент на изобретение RUS 2058740. / Г.Г. Маслов, С.М. Борисова, Г.В. Тарасенко.
5. Применение чизельной обработки почвы: рекомендации. - М.: Агропром-Издат, 1988. - 12 с.
6. Система земледелия Краснодарского края на агроландшафтной основе. - Краснодар, 2015. - 352 с.
7. Устройство для обработки семян защитно-стимулирующими веществами: патент на изобретение RUS 2250589 / Г.Г. Маслов, А.Л. Мечкало, С.М. Борисова, Е.И. Трубилин, Ш.Н. Богус. - заяв. 31.12.2003.
E-mail: maksim.shishkin.1993@mail.ru
350044 Краснодарский край, г. Краснодар, ул. Калинина, 13 ФГБОУ ВО Кубанский
ГАУ
Тел.: +7 (861) 221-59-42
