2. Приемы поверхностной обработки почвы.
Приемы поверхностной обработки почвы - механическое воздействие почвообрабатывающими орудиями и машинами на поверхность почвы и нижележащие слои до 8 см.
Прикатывание обеспечивает крошение глыб, комков, уплотнение и выравнивание поверхности почвы гладкими, кольчатыми, ребристыми и другими катками (ЗКК-6А, КВГ-2,5).
Боронование способствует крошению, рыхлению, перемешиванию и выравниванию поверхности почвы, повреждению и уничтожению проростков и всходов сорняков различными боронами (ЗБЗТС; ЗБЗСС; ЗБП; БИГ-3; БМШ-15,20).
Дискование приводит к крошению, рыхлению, частичному оборачиванию и перемешиванию почвы, измельчению сорняков (БДТ-2,5; БДН-3, 7, 10).
Лущение - прием обработки почвы дисковыми и лемешными орудиями, обеспечивающий рыхление, крошение и частичное оборачивание, перемешивание почвы и подрезание сорняков. Лемешные лущильники ППЛ-10-25 представляют уменьшенную копию отвального плуга без предплужников. Предназначены для лущения пара и стерни полей, засоренных многолетними сорняками, в условиях достаточного увлажнения на глубину до 16 см. Дисковые лущильники ЛДГ-5 (10; 15; 16,6; 20) со сферическими (вогнутыми), плоскими и игольчатыми дисками применяют для работы на отвальных и безотвальных фонах.
Культивация почвы - прием обработки почвы культиватором, обеспечивающий ее крошение, рыхление и частичное перемешивание, а также полное подрезание сорняков и выравнивание поверхности поля. Рабочими органами могут быть: лапы (односторонние, стрельчатые, долотообразные, пружинящие), игольчатые диски, штанги. Культиваторы применяют для сплошной и междурядной обработки почвы (КПС-4, КПГ-4, КТС-10, КРН-4,2). Для мелкой (от 8 до 16 см) обработки стерневых фонов применяют культиваторы-плоскорезы - КПШ-5; КПЭ-3,8, которые рыхлят почву на глубину до 16 см и оставляют прямостоящей стерни до 90 %. При обработке легких по механическому составу почв, уходе за парами, особенно в борьбе с корнеотпрысковыми сорняками, применяют штанговые культиваторы (КШ-2,8, КШН-3,6, КПЭ-3,8 со штанговой приставкой).
Бороздование - прием обработки, обеспечивающий нарезку борозд на поверхности почвы. Осуществляется окучником-бороздоделателем.
3.Комбинированные машины и агрегаты для обработки почвы.
Достижения ученых и передовая практика в области обработки почвы доказали, что среди комплексных агротехнических мероприятий, направленных на получение устойчивых урожаев зерновых и других сельскохозяйственных культур, качественная поверхностная обработка почвы играет первостепенную роль. Только при ней в почве создаются оптимальные условия для физических, химических и биологических процессов, которые увеличивают эффективность таких мер, как севообороты, внесение удобрений и др. Она же создает благоприятные условия работы для посевных и уборочных машин, способствует улучшению охраны труда, экономии топлива и сохранности сельскохозяйственной техники. Учитывая исключительную важность поверхностной обработки почвы, ученые и практики, как в нашей стране, так и за рубежом работают над созданием комбинированных машин и агрегатов, позволяющих сократить число проходов по полю, а также повысить качество обработки. Защита почвы от чрезмерного разрушения и уплотнения, сохранение почвенной влаги для того, чтобы семена были уложены во влажную среду, полная загрузка энергонасыщенных тракторов, а также необходимость проведения посева сельскохозяйственных культур в кратчайшие агротехнические сроки определили создание комбинированных агрегатов, совмещающих предпосевную обработку почвы, посев или посадку, а иногда и внесение удобрений или гербицидов. Использование таких агрегатов имеет особое значение в условиях недостаточного увлажнения и на почвах, подверженных водной и ветровой эрозии. Создание технических средств для совмещения технологических операций ведется несколькими путями. Самый простой - это последовательное соединение нескольких однооперационных машин (орудий) в один комбинированный агрегат. Комбинированные агрегаты составляются с помощью специальных приспособлений из нескольких серийных машин (орудий) в последовательности, соответствующей технологическому процессу. При необходимости каждая машина (орудие), входящая в него, используется как самостоятельная. Основным недостатком таких комбинированных агрегатов является значительная длина (до 20 м), а это требует разворотной полосы до 60 и более метров. Другой путь - размещение на одной раме набора рабочих органов для выполнения нескольких технологических операций за один проход. Это комбинированная машина. Третий путь - создание специальных рабочих органов, выполняющих одновременно две или несколько технологических операций. Например, предпосевную обработку почвы с посевом или внесением минеральных удобрений. Комбинированные машины и агрегаты выбирают в зависимости от почвенно-климатических зон, состояния почвы, предшественника, возделываемых культур и складывающихся погодных условий. Создание комбинированных агрегатов этой категории происходит в двух направлениях: последовательное соединение простых орудий и конструирование машин на единой раме с почвообрабатывающими и посевными рабочими органами. Во втором случае значительно повышается к.п.д. агрегата. К настоящему времени в республике накоплен большой опыт по разработке и использованию комбинированных машин совмещающих ряд операций предпосевной обработки почвы. По набору рабочих органов эти машины можно разделить на два типа: с пассивными рабочими органами и пассивно-активными рабочими органами. Из комбинированных машин первого типа при совмещении операций предпосевной подготовки почвы используются комбинированные выравниватели поверхности почвы (ВПН-5,6А, ВП-8), комбинированные бороны (БНВ-3, БНВ-6, БИГ-3, ВИП-5,6), комбинированные культиваторы (КПС-4, КШП-8). Кроме этого в республике нашли широкое применение разработанные НПО «Белсельхозмеханизация» чизельный культиватор КЧН-5,4 и универсальный чизельный агрегат АЧУ-2,8. Но особого внимания здесь заслуживают комбинированные машины, выполняющие предпосевную обработку почвы за один проход. Примером такой комбинации, применяемой в республике, являются машины РВК-3,6 и РВК-5,4, осуществляющие рыхление почвы двумя рядами пружинных зубьев, крошение глыб кольчато-шпоровыми катками и выравнивание поверхности поля. Однако практика применения агрегатов РВК в условиях республики показывает, что они не обеспечивают в полной мере выполнение агротехнических требований. На влажных и засоренных многолетними сорняками почвах они излишне переуплотняют ее и забиваются. Эти недостатки полностью устраняются при использовании разработанных в НПО «Белсельхозмеханизация» новых комбинированных машин АКШ-7,2 и АКШ-3,6. Они качественно выполняют за один проход рыхление, выравнивание и прикатывание почвы с созданием уплотненного ложа на глубине высева семян, т.е. формируют посевной слой в соответствии с агротехническими требованиями. Из комбинированных агрегатов, применяемых в республике, следует отметить фрезерный культиватор-глубокорыхлитель КФГ-3,6, у которого фрезерный барабан сочетается с рыхлительными лапами. Кроме этого в НПО «Белсельхозмеханизация» разработана и испытана отвально-роторная машина МВП-3,6, предназначенная для совмещения операций выравнивания и предпосевной обработки почвы. Опыт использования этих машин показал, что выполнение ими технологического процесса может осуществляться при определенной влажности почвы. При недостатке влажности происходит сильное распыление почвы, а при переувлажнении - залипание пассивных органов, а активные рабочие органы не обеспечивают требуемого крошения и разбрасывания комьев. Кроме этого, они имеют низкую надежность на почвах, засоренных камнями. Появление новых высокопроизводительных комбинированных машин, обеспечивающих качественную подготовку посевного слоя почвы, предопределило и появление в республике, наряду с традиционными сеялками типа С3-3,6, новых сеялок. Так на Лидском авторемонтном заводе совместно с фирмой Н. Wtiste (Германия) освоено производство пневматических навесных сеялок СПУ-6 и СПУ-3. Налажено производство подобных сеялок СПУ-6 и СПУ-3 «Берестье» и на Брестском электромеханическом заводе. Новые сеялки по сравнению с сеялкой С3-3,6 имеют большую производительность, меньшую массу, приходящуюся на 1 м ширины захвата, в большей степени отвечают агротехническим требованиям, особенно по глубине заделки семян (10 - 50 мм) и могут применяться в комбинированных агрегатах. Наиболее существенного повышения эффективности с агрономической точки зрения, можно достичь совмещением операций предпосевной обработки почвы и посева. В настоящее время в республике разрабатываются и применяются следующие типы комбинированных машин и агрегатов, совмещающих предпосевную обработку почвы и посев: - универсальные агрегаты, составленные из нескольких одно-операционных или комбинированных машин, которые при необходимости можно использовать раздельно; - специализированные агрегаты, не допускающие раздельного использования входящих в них машин. Комбинированные машины первого типа являются наиболее ранним решением совместного выполнения обработки почвы и посева. Так, на посеве зерновых в республике используются комбинированные агрегаты, состоящие из прицепных культиваторов КПС-4, зубовых борон и сеялки С3-3,6, культиватора КШП-8 и сцепки из двух сеялок. Несмотря на кажущуюся простоту, агрегаты, составленные из серийных почвообрабатывающих машин и сеялки С3-3,6, не получили широкого применения по причине своей громоздкости, низкой маневренности и несогласованности ширины захвата их составных частей. Наибольшее распространение из комбинированных машин, состоящих из машин отдельного назначения, получил и агрегат, состоящий из рыхлителя-выравнивателя почвы РВК-3,6 и сеялки, и комбинированный агрегат КА-3,6, состоящий из навесного фрезерного культиватора глубокорыхлителя КФГ-3,6, сеялки и прикатывающих катков. В последнее время за рубежом многие фирмы, особенно в Европе, начали создавать комбинированные агрегаты, составленные из машин отдельного назначения. В качестве почвообрабатывающей части применяют комбинированные машины для предпосевной обработки почвы с набором пассивных рабочих органов. Например, в Германии выпускаются комбинированные машины с рыхлительными S-образными пружинными лапами, прутковыми или комбинированными катками, и соответствующей шириной захвата сеялки 2,5; 3 и 4м. Комбинированные агрегаты, составленные из существующих машин, обладают рядом достоинств. Это, во-первых дает возможность их раздельного использования на однооперационных работах с тракторами меньшего класса. Кроме того, раздельное использование позволяет увеличить их годовую загрузку. Во-вторых для составления комбинированных агрегатов не нужно создавать новые машины, а достаточно изготовить лишь устройства для их соединения (автосцепки, прицепы и т.п.). Основным их недостатком является громоздкость и материалоемкость, ими невозможно загрузить энергонасыщенные тракторы и энергосредства. Существенного повышения производительности, снижения энерго- и металлоемкости посева можно достичь при использовании комбинированных машин второго типа. Во многих областях Нечерноземной зоны России используется машина АКПП-3,6 конструкции НИПТИМЭСХ и Ленинградского СХИ. Она за один проход рыхлит почву, выравнивает и уплотняет ее поверхность и производит посев. Состоит из универсальной рамы, на которой крепится культиватор, каток с выравнивающим устройством и сеялка. Заслуживает внимания и машина МКПП-3,6, разработанная на базе серийной сеялки С3-3,6, дисковые сошники которой заменены новыми комбинированными рабочими органами, которые состоят из культиваторных пружинных зубьев КПЦ-190 и прикрепленных к ним высевающих дифлекторов с семяпроводами. Впереди установлен шлейф для выравнивания поверхности поля, а сзади – прутковые катки. В БелНИИМСХ разработана сошниковая катковая группа к сеялке С3-3,6, которая одновременно с посевом производит выравнивание микрорельефа поля, уплотняет ложе для семян и заделывает их рыхлым слоем почвы. При этом исключается операция до- и послепосевного прикатывания. Комбинированным машинам с активно-пассивными рабочими органами относится АПР-2,6 (рис.3.1), которая наряду с коренным улучшением и перезалужением сенокосов и пастбищ может выполнять подготовку почвы, посев и прикатывание при посеве зерновых. Однако разработанные и серийно выпускаемые в настоящее время в республике и СНГ специализированные почвообрабатывающе-посевные машины хотя имеют некоторые преимущества перед другими группами машин, но не отвечают в полной мере требованиям современного производства как в плане агротехники, так и плане экономии ресурсов. В мировой практике наметились тенденции к разработке комбинированных машин на основе соединения автономных пневматических высевающих систем с комбинированными почвообрабатывающими машинами.
Рис. 3.1. Конструктивно-технологическая схема комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата АПР-2,6: 1) рыхлящая лапа; 2) рама; 3) навеска; 4) редуктор конический; 5) семенной ящик с высевающими аппаратами и вариантом; 6) семяпровод; 7) зубчатый каток; 8) дека; 9) рабочий орган
В этом направлении успешно работают фирмы «Квернеланд» (Норвегия), «Лемкен» (ФРГ), «Connor Shea» (Австралия), «Amazone Werke» (Германия), Roger (Франция) и др. Фирма «Flexi Coil» (Канада) выпускает бункер с высевающей системой как приспособление к широкозавхватным культиваторам. НПО «Белсельхозмеханизация» разработана новая система высева с групповым дозированием семян и на ее основе унифицированное посевное оборудование, позволяющее, в отличие от других известных пневматических систем индивидуального и централизованного дозирования семян, создавать компактные сеялки и почвообрабатывающе-посевные машины различной ширины захвата с расположением семенных емкостей на тракторе спереди или сзади, на прицепной машине АФ-1000 (рис.3.2), а также использовать машины со складывающейся рамой. К настоящему времени на основе этой системы разработаны и проходят испытания почвообрабатывающе-посевные агрегаты на базе АКШ-7,2 и АКШ-3,6 (рис. 3.3, 3.4).
Рис. 3.2. Конструктивно-технологическая схема пневматической сеялки АФ-1000 с культиватором: 1) вентилятор; 2), 6) бункера для семян и удобрений; 3), 4) шлюзовые затворы; 5) транспортер; 7) основной пневмоматериалопровод; 8), 9) распределительные системы; 10) вспомогательный пневматериалопровод; 11) пала культиватора
Рис.3.3. Почвообрабатывающе-посевной агрегат АПП-7,2
Рис. 3.4. Почвообрабатывающе-посевной агрегат АПП-3,6
К тракторам МТЗ-1522, МТЗ-2022, МТЗ-2522 практически отсутствует шлейф машин и комбинированных агрегатов для предпосевной подготовки почвы и посева сельскохозяйственных культур. Имеющиеся в хозяйствах агрегаты, как правило, малоэффективны, они не обеспечивают оптимальную загрузку двигателя. Кроме того, это машины с пассивными рабочими органами, имеющие значительную длину и ширину захвата, маломаневренны. При разработке УЭС-2-250А «Полесье» предусматривалось использование его не только на уборке кормовых, зерновых и пропашных культур, но и на подготовке почвы и посеве. В последнее время в РУП ГСКБ ПО «Гомсельмаш» совместно с БГСХА (при непосредственном участии автора) разработан и проходит испытания универсальный комбинированный агрегат УКА-6 на базе вертикально-ротарной бороны, который позволяет через передний и задний ВОМы и тяги оптимально загрузить это энергосредство, так как по двигателю оно относится к классу 5 (250 л.с.), а по реализации тяги к классу 3. По этой причине не эффективно работает УЭС с пассивными машинами. Агрегат УКА-6 предназначен для одновременного внесения удобрений, предпосевной обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур. Твердые минеральные удобрения могут вноситься как в гранулированном, так и кристаллическом виде с одновременным рыхлением, выравниванием и прикатыванием почвы для создания необходимой объемной массы почвы на глубине заделки семян. Для посева зерновых и зернобобовых культур, кукурузы, сахарной, кормовой, полусахарной свеклы и других культур используются обычные пневматические сеялки и сеялки точного высева. Техническая характеристика УКА-6: производительность до 5 га/ч;’ расход топлива до 8,5 кг/га; рабочая скорость до 9,0 км/ч; ширина захвата от 5,4 до 6,0 м.
В Западной Европе более 30 лет выпускаются различные комбинированные агрегаты, которые, несмотря на их конструктивные отличия друг от друга, строго выдерживают необходимые требования к предпосевной обработке почвы. Равномерная глубина хода рабочих органов и небольшой шаг их расстановки способствуют водопроницаемости почвы, созданию плодоносного посевного горизонта на необходимой глубине (2-3 см) для сева с помощью рядовой сеялки, образованию над посевным горизонтом верхнего слоя почвы стабильной и неразмываемой структуры, быстрому прогреву почвы и хорошему газообмену с достаточным обеспечением ростков кислородным питанием. Комбинированный агрегат «Компактор» фирмы «Лемкен» (ФРГ) (рис. 3.5, табл. 3.1). Обеспечивает за один проход выравнивание, рыхление и прикатывание, создавая оптимальную структуру поверхности почвы и семенного ложа. Передний пластинчатый выравнивающий каток в сочетании с режущей планкой и рыхлителями следов трактора выравнивает поверхность даже в затрудненных условиях, например, при глубокой колее колес или значительной гребнистости пахоты. Глубина хода пластин катка регулируется специальными винтами. Режущие планки оборудованы пружинными предохранителями, аналогичные предохранители защищают рыхлители следов. Два ряда стрельчатых лап, защищенных от перегрузок и камней срезными болтами, обеспечивают качественное рыхление почвы, а параллелограммное крепление выравнивающих планок очень точно регулирует глубину обработки. Задний крошащий каток в сочетании с режущей планкой и боковыми пластинами измельчает и крошит глыбы и крупные комки.
Рис. 3.5. Технологическая схема агрегата «Компактор» 1) выравнивание; 2) рыхление; 3) крошение; 4) уплотнение
Тяжелый стальной кольчато-шпоровый каток с эксцентрично расположенными кольцами обеспечивает оптимальное повторное уплотнение почвы на глубине заделки семян. Давление, оказываемое на почву катком, регулируется ступенчатым положением рамы катка относительно рамы агрегата. На тяжелых почвах рекомендуется применение специальных зубьев, жестко закрепленных на раме, причем интервал их расстановки различен. Так до глубины 12 см интервал должен быть 11 см, а для обработки с глубиной от 2 до 8 см – 5 см. При работе на почвах, засоренных камнями, жесткое крепление рабочих органов агрегата заменяется на крепление с пружинными предохранителями.
Т а б л и ц а 3.1. Техническая характеристика агрегата «Компактор»
Примечание:
1)Необходимо около 18-22 кВт (25-30 л.с.) /м рабочей ширины. 2)Серийно оснащены стрельчатыми лапами. По желанию пружинными зубьями, интервал 5 или 11 см 3)При оснащении автоматическим предохранением от перегрузок дополнительный вес на каждый зуб/лапу, – 6 кг. 4)Жесткое исполнение. 5)Гидравлически складываемый до транспортной ширины менее 3м. 6)Серийно оснащены комплектным осветительным устройством, предупредительными табличками и подкладными клиньями.
Комбинированный агрегат «Рау-Мультитиллер» (рис.3.6) предназначен для предпосевной безотвальной обработки почвы. Отличительной его особенностью является наличие секций звездчатых дисков. Звездчатые диски заднего вала секции входят в промежутки между дисками переднего вала, обеспечивая 100%-ую разделку крупных глыб и комков за один – два прохода. Острия звездчатых дисков отогнуты на определенный угол, благодаря чему усиливается эффект рыхления, однако при этом сохраняется жесткая, неразмываемая структура на поверхности. «Мультитиллер» с шириной захвата 4 м в агрегате с трактором К-701 хорошо зарекомендовал себя во многих странах Восточной и Юго-Восточной Европы. Разрабатывался «Мультитиллер» для крупных сельскохозяйственных предприятий, чтобы решить две проблемы: а) безотвальную обработку почвы после зерновых пропашных культур и кукурузы под посев озимых; б) предпосевную обработку после вспашки тяжелых почв, требовавших до этого трех, четырех и более проходов с помощью традиционных орудий, таких как дисковые и игольчатые бороны, бороны с пружинными зубьями и катками.
Рис. 3.6. Технологическая схема комбинированного агрегата «Рау-Мультитиллер»: 1) культиватор, 2) передняя секция звездчатых дисков; 3) культиватор; 4) задняя секция звездчатых дисков.
Техническая характеристика комбинированного агрегата «Рау-Мультитиллер»: Ширина захвата; м 2,5 3,00 4,00; Потребляемая мощность, кВт (л.с.) 73(100) 88(120) 117(160); Производительность, га/ч 1,75 2,00 2,6; Масса, кг 3270 3506 4331.
Рис. 3.7. Технологическая схема агрегата «Штернтиллер» 1) выравниватель; 2) пружинные стрельчатые лапы; 3) игольчатый двухсекционный каток; 4) уплотняющий кольчато-шпоровый каток; 5), 6) навесная сеялка.
Комбинированный агрегат «Штернтиллер» (рис. 3.7) обеспечивает хорошее крошение глыб и комков за счет использования в комбинации рабочих органов специально выполненных игольчатых катков. Фирма «Рау» производит «Штернтиллеры» с шириной захвата 2,5; 3; 4; 4,5 и 6 м и потребляемой тяговой мощностью 85, 100, 140, 180, 210 л.с. Агрегат может быть оборудован навесным устройством для сеялки, в этом случае он работает как почвообрабатывающе-посевной. Комбинированный агрегат «Смарагд» фирмы «Лемкен» (рис. 3.8) (аналог «Рау-Полимаг») предназначен для безотвальной обработки почвы под сев озимых по стерне, а также после пропашных культур. Принцип работы агрегата показан на технологической схеме (рис. 3.9). Установленная на стойки с рабочими органами, пружинная защита от камней при встрече лапы с препятствием смещается вверх, а после преодоления ее автоматически возвращается в рабочее положение. Дополнительный эффект этого устройства – вибрационное воздействие на почву. Вследствие возникающего при работе сопротивления, стойки и лапы начинают вибрационное воздействие на почву, благодаря чему почва легче вспушивается и лучше разрыхляется. Все модификации «Смарагда» оснащены дополнительно предохранительным срезным болтом.
Рис. 3.8. Агрегат «Смарагд»: 1) сменные крыловидные лемеха; 2) наклонные сферические диски; 3) трубчато-ребристый каток.
Рис. 3.9. Технологическая схема работы агрегата «Смарагд»: а) подрезание, рыхление и интенсивное перемешивание почвы по всей ширине захвата; б) выравнивание, перемешива-ние и размельчение почвы и растительного покрова; в) оптимальное прикатывание почвы при установленной рабочей глубине.
Роторная борона «Циркон» фирмы «Лемкен» (рис. 3.10) наилучшим образом отвечает высоким требованиям современного земледелия, обеспечивает значительный экономический эффект и высокое качество обработки почвы. Она может агрегатироваться как на задней, так и на фронтальной навеске трактора или другого энергосредства, с ней адаптируются обычные и пневматические сеялки. На базе этой бороны работают более 10 почвообрабатывающе-посевных агрегатов.
Применение вертикально-роторных борон в сельском хозяйстве приобретает все большее значение. Благодаря их применению в комбинации с другими орудиями многие рабочие процессы выполняются быстрее и дешевле, а, следовательно, становятся рентабельнее. Роторная борона производит интенсивное перемешивание и крошение почвы на рабочую глубину до 15 см. Активные рабочие органы оптимально готовят почву для посева практически в любых почвенных условиях путем изменения частоты вращения вала отбора мощности и изменения передаточного числа центрального редуктора. При этом предпосевная подготовка почвы может осуществляться за один рабочий проход.
Рис. 3.10. Схема роторной бороны «Цир-кон»: 1) инструментальный ящик; 2) привод со сменными шестернями; 3) планка с отверстиями; 4) планировочная балка; 5) уплотняющий каток со специальными зубцами; 6) регулируемый скребок; 7) ножевые зубья; 8) следорыхлители.
Т а б л и ц а 3.2. Техническая характеристика роторной бороны «Циркон»
Размещение на раме бороны специального навесного устройства позволяет использовать навесную сеялку и производить сев одновременно с обработкой почвы. Фирма «Рау» выпускает целую серию модулей комбинированных агрегатов с активными и пассивными рабочими органами, с помощью которых можно составлять агрегаты для предпосевной подготовки почвы и сева различных сельскохозяйственных культур на любых типах почв (рис. 3.11).
Рис. 3.11. Технологические схемы комбинированных агрегатов фирмы «Рау» (нижий ряд – сев мелкосеменных культур, трав на легких почвах).
Сеялка присоединяется к почвообрабатывающей части агрегата при помощи специального навесного устройства с гид-роцилиндром. Агрегаты фирмы «Рау» могут комплектоваться различными типами уплотняющих катков (с шинами атмосферного давления, цилиндрическими с зубьями, спиральными, планчатыми).