12 августа 2020

Испытания машин для глубокого рыхления почвы

Испытания машин для глубокого рыхления почвы

Текст: Ю. Д. Шумских, зам. начальника отдела; Т. А. Брежнева, вед. агроном, ФГБУ «Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция»

Неустойчивый характер естественного увлажнения и периодические засухи в разных регионах требуют совершенствования приемов, направленных на накопление и сохранение влаги за счет осадков осенне-зимнего и весеннего вегетационных периодов. Важная роль в этой сфере принадлежит обработке почвы, в частности ее глубокому рыхлению, осуществляемому с помощью специального оборудования.

В течение многих десятилетий и даже столетий у аграриев формировался стереотип, согласно которому вспашка и основная обработка почвы считались тождественными. Кроме того, отвальная вспашка долгое время была почти безальтернативным мероприятием общей схемы, лишенным почти всех недостатков, по мнению большого количества специалистов. Сегодня такое положение меняется.

БЕЗ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СЛОЕВ

Несмотря на то, что с каждым годом все шире популяризируются технологии выращивания сельскохозяйственных культур с применением безотвальной, минимальной, нулевой и других видов основной обработки почвы, в СНГ подавляющее большинство площадей подлежит перепахиванию. При этом аграрии ищут альтернативные пути осуществления данного процесса. Одним из них является глубокое рыхление, которое выполняется рыхлителями, чизель-культиваторами, плоскорезами и тому подобным. Данный прием основной обработки подразумевает, что почва рыхлится, крошится, частично перемешивается, но не оборачивается, то есть осуществляется безотвальная операция без перемещения слоев. При этом на поверхности участка остается стерня — растительные остатки, закрепляющие почву и предупреждающие ее сдувание ветром.

Глубокая обработка является высокоэффективным способом, используемым в различных почвенно-климатических зонах. Так, периодическое рыхление чизельными плугами и рыхлителями может применяться на участках с уплотненным подпахотным горизонтом, подверженных водному разрушению, а также на территориях с временным избыточным переувлажнением, испытывающих воздействие водной и ветровой эрозии. Глубокое чизелевание способствует переводу поверхностного стока во внутрипочвенный, увеличению влагозапасов и снижению смыва земельного покрова. На угодьях с временным переувлажнением рыхление освобождает корнеобитаемый слой от избытка влаги, ускоряет созревание почвы и предотвращает вымывание озимых. Чизельные плуги и глубокорыхлители по сравнению с лемешными орудиями обладают меньшей энергоемкостью, разрушают плужную подошву и сочетают рыхление с углублением пахотного слоя. Подобные агрегаты способствуют предупреждению водной и ветровой эрозии, улучшению воздушного режима почвы, сохранению и накоплению продуктивной влаги и, в конечном счете, повышению урожайности возделываемых культур. Использование данных машин целесообразно при подготовке полей под посев пропашных и озимых растений, а также под яровые при основной обработке и при рыхлении зяби весной.

ПРЕДОХРАНИТЬ ЗЕМЛЮ

Известно, что движение тяжелых сельскохозяйственных агрегатов и других транспортных средств по полю уплотняет почву до пахотного слоя. Такие общие уплотнения условно разделяются на верхние, располагающиеся ниже пахотного горизонта, и затрагивающие его ниже подошвы. В зависимости от типа, массы орудия, числа обработок на одну и ту же глубину, влажности и механического состава покрова толщина подошвы может составлять 12–17 см. В результате этот слой содержит минимальное количество пор, являющихся основными путями для поступления воды и воздуха к растениям. Их корни не могут пробить уплотнение и получить влагу из более глубоких участков. Чизельные плуги и глубокорыхлители при эксплуатации не образуют плужной подошвы, лежащей ниже прохода лезвий. При обработке специальными устройствами профиль дна борозды получается неровный, с чередованием разрыхленных и обычных частей, что предохраняет землю от уплотняющего действия колес машин. При этом выполняется основная задача глубокого рыхления — нарушаются жесткие связи спрессованной структуры подпахотного горизонта без выноса малоплодородных нижних слоев на поверхность. Следует отметить, что даже при многолетней работе на одну и ту же глубину рыхлители не способствуют интенсивному образованию плужной подошвы. Их рабочие органы имеют малую ширину захвата, а следовательно, небольшую площадь опоры на почву.

В итоге глубокая обработка позволяет разрушить плужную подошву, разрыхлить землю и углубить пахотный слой, что способствует улучшению воздушного режима поля, сохранению и накоплению продуктивной влаги. После прохода специальных орудий также сохраняется до 60% стерни, чего в сочетании с неразрушенными гребнями на дне борозды вполне достаточно для защиты почв от ветровой и водной эрозии. Помимо этого, объемное рыхление на глубину до 45 см обеспечивает хорошую аэрацию и инфильтрацию дождевых и талых вод, способствует увеличению пористости почвы и повышению на 20% ее водопроницаемости. В ходе такой операции создаются условия «всасывания» — накопления значительных запасов находящейся в земле и воздухе жидкости, а также ее перераспределения. В результате в засушливый период корни растений могут проникать глубже и получать влагу из низовых слоев, а в случае изобилия осадков лишняя жидкость из верхних горизонтов поступает в нижние. При этом испарение сверху резко сокращается, формируются благоприятные сочетания воздуха и воды в почве и оптимальные условия развития сельскохозяйственных культур.

НАВЕСНОЕ ОРУДИЕ

За последние годы ФГБУ «Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция» провело испытания машин для глубокого рыхления разных изготовителей, в частности АО «Белинсксельмаш», ООО «Завод им. Медведева — Машиностроение», ПАО «Грязинский культиваторный завод» и других. Первая компания выпускает навесные чизельные агрегаты ПЧ-4,5 и ПЧ-2,5, предназначенные для глубокого рыхления почвы, основной безотвальной обработки вместо зяблевой и весенней пахоты, углубления и разуплотнения пахотного горизонта, улучшения лугов и пастбищ. Они пригодны для эксплуатации при положительных температурах обрабатываемого участка, на территориях, не засоренных камнями и другими препятствиями, с твердостью до 4 МПа, удельным сопротивлением до 0,12 МПа и влажностью до 25%.

Чизельный плуг ПЧ-4,5 рекомендуется агрегатировать с тракторами тягового класса 5–6 в зависимости от плотности почвы и глубины обработки. Результаты полевых испытаний показали, что производительность за час основного времени орудия составила 2,99 га при нормативе до 3,2 га. Удельный расход топлива за период сменной работы равнялся 17,3 кг/га, коэффициент надежности — 0,99. При твердости почвы в 1,2 МПа и влажности до 20% устройство обеспечило максимальную глубину вспашки, равную 46,7 см. Отказов и неисправностей, забиваний и залипаний рабочих органов не было отмечено. По итогам эксплуатационно-технологической оценки был сделан вывод, что данная модель устойчиво выполняла производственный процесс и по показателям качества работы удовлетворяла требованиям ТУ и СТО АИСТ.

ОСНОВА СБЕРЕЖЕНИЯ

Предприятие «Завод им. Медведева — Машиностроение» поставляет навесные устройства ГРП-4 и ГРП-2,3, предназначенные для вспахивания без оборота пласта на глубину до 45 см при влажности почвы 8–20% и твердости 4,5 МПа на склонах, не превышающих 8º во все периоды полевых процессов. При этом на участках не допускается наличие пней, камней, проволоки и скопления куч соломы. Машины агрегатируются с тракторами тягового класса 5. Данные полевых испытаний глубокорыхлителя ГРП-4 при работе с трактором К-701 показали, что производительность за час основного времени составила 2,51 га при нормативе 2–3,2 га. Удельный расход топлива за период сменной работы равнялся 16,3 кг/га, коэффициент надежности — 1. При твердости почвы 1,9 МПа и влажности до 20% машина обеспечила максимальную глубину, равную 45,4 см. Отказы и неисправности, забивания и залипания рабочих органов не наблюдались. По результатам оценки был сделан вывод, что эксплуатационно-технологические параметры и критерии качества модели отвечали требованиям ТУ и СТО АИСТ.

Компания «Грязинский культиваторный завод» выпускает глубокорыхлитель-щелерез ГЩ-4П для сплошной обработки без оборота пласта при влажности почвы 8–20% и твердости 4,5 МПа на склонах, не превышающих 8º. Орудие может применяться во всех почвенно-климатических зонах России, за исключением территорий горного земледелия, и агрегатироваться с тракторами тягового класса 5. Полевые эксперименты показали, что производительность за час основного времени глубокорыхлителя составила 2,32 га при нормативе 0,97–2,73 га. При этом удельный расход горючего за период сменной работы достигал 18,31 кг/га, коэффициент надежности равнялся 1. При твердости почвы 1,4 МПа и влажности до 12% щелерез обеспечил максимальную глубину обработки в 50,4 см. Отказы и неисправности, забивания и залипания рабочих органов не регистрировались. По итогам оценки был сделан вывод, что ключевые регламентируемые эксплуатационно-технологические показатели и критерии качества выполнения задач данной модели в агрегате с трактором К-704 отвечали требованиям ТУ и СТО АИСТ.

Таким образом, в земледелии в основе ресурсосбережения лежит поиск путей снижения затратности обработки почвы как наиболее трудоемкого процесса с помощью специальных машин, не предполагающих оборота пласта. Для выполнения этой операции широкое распространение находят устройства для глубокого рыхления. Опыт передовых хозяйств показывает, что такой подход является эффективным приемом, открывающим перспективные пути развития АПК нашей страны.

Популярные статьи