Совершенствование технологии глубокого рыхления почвы

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