Безотвальные сельскохозяйственные машины

1. Безотвальная  обработка почвы.

     Развитие  сельскохозяйственного производства в значительной мере определяется его  техническим оснащением, наличием высокопроизводительных машин и рациональным их использованием.

     В основе данных технологий - создание мульчирующего  слоя, отказ от вспашки почвы с  оборотом пласта, преимущественное использование  поверхностных почвообрабатывающих  орудий, а главное - минимальное механическое воздействие на почву со стороны  рабочих органов и ходовых  систем агрегатов. Применение безотвальной системы позволяет обеспечить наиболее благоприятные условия для прорастания  возделываемых культур и, как  следствие, получать стабильно высокие  урожаи. Наличие на поверхности почвы  мульчирующего слоя значительно  повышает несущую способность грунта, что позволяет приступить к выполнению полевых работ в более ранние сроки. Кроме этого, предотвращается  эрозия почвы.

     Для поверхностной обработки почвы  взамен отвальных плугов широко применяются  различные стерневые культиваторы и тяжелые дисковые бороны. Сегодня  их в сельхозпредприятиях республики около 2600 единиц, из них около 1100 закуплены  за последние три года. Хорошо зарекомендовали  себя на пашне агрегаты БДМ 4х4, КСН-3,4, КСТ-3,8, Смарагд.

     В текущем году работа по внедрению  энергосберегающих технологий как  приоритетного направления интенсификации сельскохозяйственного производства будет продолжена. Руководители на местах должны понять выгоду, которую  дает применение ресурсосберегающей техники  в плане экономии затрат и высоких  урожаев.

     Началась  упорная борьба за внедрение безотвальной обработки почвы. Об этой проблеме заявил на весь мир американский ученый Эдвард Фолкнер в своей книге "Безумие  пахаря", мгновенно ставшей бестселлером. Новый способ обработки исключал использование отвального плуга. Почва рыхлилась на глубину 10-15 сантиметров плоскорезами с широкими горизонтальными подрезающими ножами или чизельными рыхлителями с узкой стойкой (рис. 1).

     Рис. 1. Рыхлитель

     С точки зрения технологической эволюции началось свертывание технологии обработки  почвы. Была исключена простая, но весьма энергоемкая операция - оборот почвенного пласта.

     Энтузиасты  нового метода работали в разных странах  мира. В Советском Союзе за бесплужную обработку почвы боролся известный  агроном Мальцев. Технология совершенствовалась, удалось справиться с ее "детскими болезнями", главная из которых - очистить поля от злостных сорняков без  их запашки. Эта проблема была решена с изобретением гербицидов, которые  через некоторое время после  использования распадаются на безвредные составляющие.

     Безотвальная  обработка начала бурно развиваться  во многих странах мира, прежде всего  в США и Мексике. Результат: лучшие условия для роста и развития растений, экономия топлива.

     Система обработки почвы строится в зависимости  от предшественника, засоренности полей, а также от района возделывания. Озимая пшеница очень отзывчива  на глубину вспашки. Углублять пахотный слой лучше всего при зяблевой обработке почвы под предшественник с одновременным внесением органических удобрений в повышенной дозе. На дерново-подзолистых почвах с небольшим  пахотным слоем хорошие результаты дает рыхление подпахотного слоя или  его припашка. Величина ее зависит  от мощности пахотного слоя, степени  оподзоленности почвы и норм внесения органических удобрений.

     Углубление  пахоты улучшает почвенные условия: повышает водный запас, степень аэрации, содержание нитратов и растворимых  фосфатов. Важнейшее условие получения  высоких урожаев озимой пшеницы  по занятым парам - высокая агротехника  парозанимающей культуры, своевременная  уборка. После уборки культур сплошного  посева в зависимости от уплотненности  почвы необходимо пахать плугами  с предплужниками и одновременно бороновать или обрабатывать культиватором. Вслед за уборкой пропашных поле культивируют и боронуют.

     В годы с засушливым летне-осенним  периодом более эффективна поверхностная  обработка почвы дисковыми лущильниками или корпусными лущильниками без  отвалов с одновременным боронованием и прикатыванием. Исключение составляют лишь тяжелые по механическому составу, склонные к заплыванию почвы, а также  поля, засоренные корнеотпрысковыми  сорняками. Нельзя допускать большого разрыва между уборкой предшественника  и обработкой, так как почва  за это время может сильно иссушиться.

     В сухие годы после посева озимой пшеницы  следует проводить прикатывание почвы с одновременным легким боронованием. Прикатывание способствует появлению дружных всходов, их нормальному  развитию, а также устраняет возможность оседания почвы, что улучшает условия перезимовки.

     После колосовых предшественников также  важно как можно раньше вспахать поле. При ранней вспашке с одновременным  боронованием лучше сохраняется  влага в почве, не бывает глыбистости, как при поздней вспашке, до посева озимых в случае появления на поле сорняков можно провести 2-3 культивации  с боронованием. Первые культивации  должны быть более глубокими, а предпосевная - на глубину заделки семян. Такой  способ обработки почвы после  колосовых близок к обработке  чистых паров и получил название полупаровой обработки почвы (полупара). Он широко распространен на юге.

     Степные районы Северного Кавказа, юг Украины, Поволжье и области Центрально-Черноземной  зоны недостаточного и неустойчивого  увлажнения подвержены действию сильных  ветров, которые разрушают и выдувают почву, вызывают пыльные бури, повреждают посевы и нередко уничтожают их на больших площадях. Установлено, что  основными очагами возникновения  пыльных бурь были площади, вспаханные обыкновенными отвальными орудиями. В связи с этим приобрела большое  значение широко применяемая в Северном Казахстане и Западной Сибири безотвальная (плоскорезная) обработка почвы с  сохранением большей части пожнивных  остатков на поверхности почвы.

       Для безотвальной обработки почвы  используют специальные машины: плоскорез КПГ-250 (рис.2), который подрезает корни растительных остатков и рыхлит почву на глубину 8-30 см, штанговый культиватор КПЭ-3.8 (рис.3), предназначенный для обработки почвы на глубину 5-10 см, и игольчатая борона БИГ-3 для рыхления почвы, которая почти не повреждает стерню (рис.4). Посев проводят сеялкой СЗС-2,1 (рис.5, 6). Одновременно с посевом семян она подрезает культиваторными лапами сорняки и прикатывает почву в засеянных рядках.

     Рис.2 Плоскорез КПГ-250

     Рис.3 Штанговый культиватор КПЭ-3.8А

     Рис. 4 Игольчатая борона БИГ-3

     Рис. 5 Сеялка СЗС-2.1

     Рис. 6 Сеялка СЗС-2.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Специальные машины  для безотвальной  обработки почвы.

     2.1 Плоскорез КПГ-250

     Культиватор-плоскорез-глубокорыхлитель КПГ-250. Предназначен для рыхления почвы  на глубину до 30 см с оставлением  пожнивных остатков на ее поверхности. Представляет собой навесное орудие к тракторам класса тяги 3 тс и  имеет рабочий захват 2,1 м. Основные узлы глубокорыхлителя: сварная рама, две плоскорезные лапы, два опорных  колеса с винтовыми механизмами  для регулирования глубины рыхления и механизм для соединения орудия с навесным устройством трактора. После прохода культиватора на поверхности  почвы остается 70—80% пожнивных остатков.

     Культиватор-плоскорез-глубокорыхлитель КПГ-2-150. Имеет то же назначение и  ту же конструкцию, что и КПГ-250, но агрегатируется с тракторами класса тяги 5 тс. Орудие навесное, комплектуется  двумя плоскорежущими лапами. Ширина захвата — 3,1 м. Наибольшая глубина  обработки — 30 см. Сохраняет на поверхности  почвы до 80% пожнивных остатков.

     Плоскорез-глубокорыхлитель ПГ-3-5 (рис.7). Предназначен для рыхления почвы на глубину 16—30 см. Состоит из трех секций. С трактором класса тяги 5 тс работают все секции с пятью рабочими органами, а 3 тс — только одна центральная с тремя рабочими органами, а две боковые секции в этом случае отсоединяются. Плоскорезные лапы расположены по проекции клина и имеют ширину захвата 1,1 м, а угол раствора —100°. Общая ширина захвата с пятью лапами — 5,3, с тремя — 3,2 ,м.

     Рис. 7 Плоскорез ПГ-3-5

     2.2 Штанговый культиватор  КПЭ-3.8.

     Прицепной культиватор КПЭ-3,8 (рис.8) предназначен для основной и предпосевной обработки почвы с сохранением стерни и других пожнивных остатков в районах, подверженных ветровой эрозии.

     Культиватор состоит из прямоугольной рамы, на которой установлены рабочие  органы - стрельчатые лапы ЛК-3 из стали 65Г, закрепленные на пружинной стойке СК-2 из стали 50ХГ, сцепки, гидроцилиндра  для регулирования заглубления  и подъема в транспортное положение.

     Агрегатируется  с тракторами ДТ-75М, ДТ-75Н, ДТ-75МЛ, ДТ-75Д, Т-150. Обслуживается одним трактористом.

     По  желанию заказчика возможно изготовление культиватора с приспособлением  для крепления борон. Глубина обработки лапами культиватора, см. 8 – 16.

     Рис. 8 Культиватор КПЭ-3.8

     2.3 Игольчатая борона  БИГ-3.

     В настоящее время в сельском хозяйстве  широко используются игольчатые бороны БИГ-3 в целях закрытия влаги, очесывания сорняков. Недостатком данной конструкции  бороны является неустойчивость хода по глубине, недостаточная заглубляемость и крошение почвенных комьев. В  целях устранения вышеназванных  недостатков разработана конструкция  игольчатой дисковой бороны, рабочие  органы которой имеют кинематическую связь, то есть цепной привод.

     Предлагаемая  конструкция (см. рис.9) состоит из рамы 2 с прицепным устройством 1, двух батарей игольчатых дисков 4 и 11. Между батареями 4 и 11 осуществлена цепная передача 7 с передаточным числомi, причем первая по ходу батарея 11 движется со скольжением ( 1 < 1,0="" -="" кинематический="" коэффициент="" батареи),="" вторая="" 4="" -="" с="" буксованием="" (="">2 > 1,0). Батареи собираются на осях квадратного сечения 8 и игольчатые диски не имеют возможность отдельного самостоятельного вращения. Каждая батарея имеет по два подшипника качения. Корпуса подшипников 5 и 10 крепятся неподвижно к кронштейнам 3, которые на раме 2 имеют возможность перемещения вдоль осей батарей и закрепляться стремяночными болтами. Такая схема крепления батарей к раме позволяет изменить при необходимости междисковое расстояние в батарее изготовлением и установкой междисковых распорных втулок необходимых размеров.

     Схема присоединения бороны к трактору - навесная, с жесткой фиксацией  в транспортном положении. Равномерность  заглубления и конструктивно  заданная кинематика батарей регулируется центральной тягой навески трактора. При недостаточном заглублении  рабочих органов возможно увеличение массы бороны нагружением балласта с общей массой не более разрешенной  грузоподъемности навесного устройства трактора

     Технологический процесс обработки почвы игольчатой бороной заключается в следующем. Рабочие органы первой батареи 11 совершают  движение по укороченной циклоиде, второй батареи 4 - по удлиненной циклоиде (см. рис. 10). Разложив скорости движения концов игл батарей на вертикальныеvх1,vх2и горизонтальныеvу1,vу2составляющие в зонах входа и выхода игл из почвы можно заметить, чтоvу1всегда направлен вперед, аvу2всегда направлен назад по ходу движения. Следовательно, при максимально возможном сближении осей батарей 8 в зоне совместной обработки АВС происходит как бы растягивание разрушаемого пласта. С этой целью иглы 6 и 9 установлены режущими кромками в векторном направлении горизонтальных составляющих. Такая кинематика и установка рабочих органов способствует более интенсивному разрушению вспаханной дернины многолетних трав и лугов.

     При предпосевной обработке почв влажностью ниже оптимальной возникает проблема разрушения крупных комков, оказывающих  отрицательное влияние на качество сева, условия всхода и развития растений, Игольчатая борона такой  конструкции обладает значительным преимуществом перед применяемыми в этих целях культиваторами и дисковыми боронами. Во-первых, воздействие на комки локальное заостренными концами игл; во-вторых, направление воздействия - близкое к вертикальному, при котором разрушаемый комок находится в наиболее защемленном, фиксированном состоянии; в-третьих, все не разрушенные первой батареей комки вследствие вышеназванной кинематики игольчатого диска перемещаются в междисковое пространство, то есть в рабочую зону игл дисков второй батарей. Ее буксование ( 2 > 1,0), следовательно, и увеличение частоты локального воздействия на единицу площади, значительно увеличивает вероятность разрушения крупных комков.

     Преимуществом разработанной конструкции бороны является высокая маневренность, что  позволяет использовать ее на малых  и ограниченных площадях (приусадебные, фермерские хозяйства). Кинематика первой батареи способствует более полному  уничтожению сорной растительности с вычесыванием их на поверхность. При  этом вращение батарей в зоне совместной кинематики с разными угловыми скоростями предполагает самоочищение рабочих  органов от сорняков, пожнивных остатков и внесенных органических удобрений. Таким образом, борона не требует  дополнительных очищающих приспособлений.

     Борона  универсальна - она может быть использована на значительно расширенном диапазоне  влажности и твердости обрабатываемой почвы. При этом требует значительно  меньше тягового усилия и не нуждается  в приводе от ВОМ трактора.

     Рис.9. Схема игольчатой бороны: 1 - прицепное устройство, 2 - рама, 3 - кронштейны, 4 и 11 - батареи игольчатых дисков, 5 и 10 - корпусы подшипников, 6 и 9 - иглы, 7 - цепная передача, 8 - оси батарей.

     Рис. 10. Кинематика рабочих органов игольчатой батареи.

     2.4 Сеялка – культиватор  зернотуковая стерневая  СЗС-2.1 (СРП-2).

     Предназначена для широкополосного способа  посева зерновых, мелко- и среднесеменных бобовых культур с одновременным  сплошным рыхлением поверхности поля, полным подрезанием сорняков, внесением гранулированных минеральных удобрений и прикатыванием почвы засеянных полос на стерневых фонах в районах, подверженных ветровой эрозии и с недостаточным увлажнением почвы. Сеялка обеспечивает качественный посев на почвах различного механического состава с относительной влажностью до 20% в слое 0…10 см (35…75% от предельной полевой влагоемкости) с максимальным сохранением пожнивных остатков на поверхности поля с целью снижения испаряемости влаги и влияния ветровой эрозии.

     Сеялка  оборудована сошниками культиваторного  типа на подпружиненной стойке, установленными в три ряда с междурядьем 228 мм. Для обеспечения широкополосного (до 16 см) способа посева сошники  оборудуются распределителями семян, устанавливаемыми в подлаповом пространстве. За счет увеличения полосы высева до 160мм и уменьшения ширины междурядья с 228 мм до 60-70 мм ( по сравнению с сеялкой  СЗС-2.1) повышается урожайность на 10-15% с одного гектара. Для посева на предварительно обработанных фонах сошники сеялки могут быть оборудованы наральниками взамен лап.

     В качестве прикатывающих устройств  сеялка комплектуется резиновыми колесами 5.0х10 и обеспечивает равномерный  слой почвы над семенами в засеянных  полосах, что дает одинаковые всходы по всему полю. По желанию заказчика  сеялка может быть укомплектована клиновидными катками, кольчато-шпоровыми катками  типа катков ЗКК-6. Ширина захвата: - 2,1 м, Производительность: - 15 га/за смену, Рабочая  скорость: - 10 км/ч, Масса: - 1250 кг.

     В зависимости от типа почвы и используемых сошников, агрегатируется с тракторами тягового класса в односеялочном  агрегате - 1,4; в многосеялочном агрегате - 2,0 - 3,0 – 4,0 - 5,0.

     2.5 Культиватор КСТ  3.8

     Культиватор КСТ3.8 предназначен для безотвальной обработки любых почв (легких, тяжелых, в т.ч. засоренных камнями). (См.рис. 11).

     Эффективно  используется:

     - для предпосевной обработки почвы;

     - для ухода за парами;

     - для осенней обработки стерни  вместо зяблевой вспышки.

     Стабильно держит заданную глубину обработки (диапазон 6 -16 см).

     Готовит прекрасное посевное ложе. Обеспечивает измельчение и качественное перемешивание  пожнивных остатков, удобрений с  верхним слоем почвы.

     Способствует  накоплению в верхнем слое почвы  растительных остатков и органических веществ, что повышает плодородие почвы  и защиту от эрозии. Выравнивает  поверхность поля.

     Комплектуется надежными импортными рабочими органами (лапами, дисками) с ресурсом работы 70-120 га на лапу и 250-300 га на диск. Оснащается регулируемыми опорными колесами при  использовании тракторов,. не имеющих  системы автоматического поддержания  заданной глубины обработки почвы. Обеспечивает экономию энергоресурсов и сокращение трудозатрат в 3-3,5 раза. Окупается в течение одного года.

     Рис. 11 Культиватор КСТ 3.8