n1

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Конструкцією багатьох зарубіжних сівалок ("John Deere", "Monosem", "Kunh" та ін.) передбачено можливість монтажу робочих органів для грунто

захисних технологій (рис. 2.29).

Рис. 2.29 – Загальний вигляд посівного модуля сівалки Maxima фірми Kuhn (Франція)

Наприклад, у залежності від комплектації сівалка Maxima фірма Kuhn може

забезпечити сівбу як в попередньо підготовлений, так і в грунт, покритий рослинними залишками. Для найбільш важких умов фірма пропонує особливий

модуль, який має зіркоподібний пристрій для відгортання рослинних залишків, очищувальний лінію посіву дисковий ніж, який забезпечує проходження двох відкривальних дисків і сошника і прямуючих за ним органів, які закривають грунт.

Отже, проблема створення високопродуктивної посівної техніки, більш економічної, зручної та надійної в експлуатації, яка б забезпечувала якісне виконання технологічного процесу, зарубіжними фірмами розв'язується шляхом:

створення високоуніфікованих сімейств сівалок на базі уніфікації вузлів за гального призначення;

подальшої універсалізації висівних апаратів;

підвищення універсальності сівалок завдяки суміщенню операцій сівби;

внесення добрив і пестицидів;

збільшення ширини захвату сівалок;

максимальноїавтоматизаціїконтролюйкеруваннятехнологічнимпроцесомсівби. Аналіз конструкцій сівалок провідних фірм показав, що переважно збері

гаються традиційні схеми й основні параметри. Зусилля конструкторів зосеред жено на створенні сівалок, які забезпечать підвищення продуктивності праці, зменшення витрат часу, поліпшення зручності технологічного і технічного

обслуговування, підвищення надійності та якості роботи.

Однакові за призначенням сівалки за показниками технічного рівня близькі між собою. У комбінованих сівалках застосовуються змінні робочі органи – різнотипні

сошники, котки, звужені міжряддя.

Знаходять широке застосуванні засоби автоматизації контролю й обліку роботи, керування нормою висіву, продовжуються удосконалення сівалок для однозернового точного висіву. Для підвищення надійності в їхніх конструкціях застосовуються сучасні конструкційні матеріали й елементна база, зокрема:

гнучкі армовані трубопроводи із полімерних матеріалів;

високопробні пластмаси;

стійкі проти спрацювання матеріали для наральників і лап сошників;

корозієстійкі матеріали для виготовлення базових елементів конструкції сівалок;

засоби автоматичного контролю висіву механічними і пневматичними висів ними системами.

261

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Розділ 3. Результати експертизи основних систем і техніко+технологічних рішень обробітку грунту та сівби

Технологія вирощування сільськогосподарських культур характеризується

значно рознесеним у часі процесом формування врожаю і враховує цілу низку

керованих та некерованих факторів, таких, як потенціал сорту, система захисту рослин від шкідників та хвороб, система удобрення, грунтово кліматичні умови,

система обробітку грунту і посіву, характеристики технологічних матеріалів та

технічних засобів, терміни виконання робіт тощо [11, 18, 19, 20, 41, 42, 43, 52].

Для забезпечення систем обробітку грунту, що являють собою послідовність

взаємопов'язаних польових операцій, може використовуватись велика кількість

різноманітних технічних засобів [18, 19, 20, 21], що різняться як за способом

впливу на грунт, так і за технічними і експлуатаційними параметрами, але які за

відповідних режимів налагоджування та роботи повинні забезпечити реалізацію

технологічних прийомів відповідно до агротехнічних вимог як за якістю, так і за термінами їх виконання. Вибрана система обробітку грунту впливає фактично на

всі аспекти виробництва і в екологічному, і в економічному плані , але з точки зору

механізації особливо гостро стоїть питання вартості виконання технологічних

операцій та відповідно собівартості отриманого врожаю (рис. 3.1).

Рис. 3.1 – Орієнтовні елементи витрат на виробництво продукції рослинництва в розрахунку на 1 га посівної площі [10]

На сьогодні сільгосптоваровиробникам пропонується ціла низка технологій вирощування основних сільськогосподарських культур, які, як правило, базуються

на рецептурному принципі виконання технологічних прийомів конкретними марками сільськогосподарських машин чи агрегатів, і навіть дуже часто конкретизується виробник відповідного сільськогосподарського знаряддя. При

цьому практично важко провести порівняльну оцінку таких технологій за

показниками їх відносної ефективності, хоча переважно вони грунтуються на

262

www.agrotechnika-ukr.com.ua

практично однотипних принципах, що можна розділити на кілька груп, але реалі

зуються різномарочними машинами з різними технічними, споживчими

характеристиками та вартістю.

Одним з основних базових елементів різних технологій, який в подальшому визначає належність кожної з технологій до конкретної з груп, є система

основного обробітку грунту. Саме вона і комплекс технічних засобів для її

реалізації значною мірою визначають рівень енергозаощаднення конкретної

технологій, її екологічну та економічну спрямованість.

Аналіз і узагальнення літературних даних, наукових публікацій провідних організацій України, світових тенденцій розвитку технологій та їх технічного забезпечення дозволив

систематизувати основні технологічні вимоги до різних способів основного і

передпосівного обробітку та сівби, провести класифікацію систем обробітку грунту,

виділивши з них чотири найбільш типові [42 50]:

на базі оранки (традиційна)

провокація проростання насіння бур'янів і падалиці, руйнування капілярів і підрізання бур'янів;

розпушування грунту на глибину 20 32 см з повним обертанням скиби;

повне загорання рослинних решток на глибину 8 12 см;

підготовка рівномірного за глибиною насіннєвого ложа і дрібногрудоч

куватої структури посівного шару грунту;

загортання насіння на задану глибину за умов сівби в якісно під

готовлений грунт;

на базі глибокого розпушування ( консервувальна)

мульчування грунту подрібненими рослинними рештками;

обробіток верхнього шару з перемішуванням рослинних решток та безполицевим основним обробітком на глибину 25 40 см;

збереження до 70 % рослинних решток на поверхні грунту;

повне підрізання бур'янів;

загортання насіння на задану глибину за умов сівби зі значною кількістю

рослинних решток на поверхні грунту;

додаткове накопичення продуктивної вологи до 30 мм в метровому шарі;

на базі поверхневого розпушування (мульчувальна)

мульчування грунту подрібненими рослинними рештками;

обробіток верхнього шару грунту на глибину до 10 см з перемішуванням рослинних решток;

збереження до 30 % рослинних решток на поверхні грунту;

повне підрізання бур'янів;

загортання насіння на задану глибину за умов сівби із незначною кількістю рослинних решток на поверхні грунту;

додаткове збереження продуктивної вологи до 15 мм в кореневмісному шарі;

пряма сівба культур

мульчування грунту рослинними рештками;

повне збереження рослинних решток на поверхні;

хімічне прополювання бур'янів;

загортання насіння на задану глибину за умов сівби в необроблений грунт

із значною кількістю рослинних решток на поверхні поля;

збереження продуктивної вологи до 10 мм в кореневмісному шарі грунту.

263

www.agrotechnika-ukr.com.ua

3.1 Системи обробітку грунту на базі оранки (традиційна)

Традиційна система обробітку грунту базується на інтенсивному рівномірному роз пушуванні всього орного шару грунту, в результаті якого на першому етапі щільність

грунту знижується до рівня, що значно менше оптимальних значень, а потім при

виконанні наступних технологічних операцій і в процесі вегетації рослин наближається до

рівноважних її значень. Одночасно ця система концептуально повинна забезпечувати

руйнування капілярів, механічну провокацію проростання насіння бур'янів і падалиці, підрізання їх сходів, розпушування грунту на глибину 20 30 см з повним обертанням

скиби, повне загортання рослинних решток на глибину 8 12 см, підготовку рівномірного

за глибиною насіннєвого ложа і дрібногрудочкуватої структури посівного шару грунту,

загортання насіння на задану глибину за умови сівби в якісно підготовлений грунт.

У подальшому для реалізації основних елементів кожної з систем обробітку грунту, в тому числі й на базі оранки, сформовано перелік основних базових операцій та встановлено технологічні вимоги до їх виконання (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 – Комплекси машин для вирощування сільгоспкультур

на базі оранки (традиційна система обробітку грунту)

264

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Технічна ж реалізація встановлених агровимог передбачає кілька стратегій, і в першу чергу – можливість їх забезпечення простими одноопераційними агрегатами.

З урахуванням як технічних параметрів, наявних на ринку комбінованих

сільськогосподарських знарядь, так і результатів їх випробувань, сформовано більш

складні комплекси машин, які також дозволяють реалізувати концептуальні

технологічні принципи системи обробітку грунту на базі оранки, але з суміщенням деяких операцій [14]. Проведені випробування різних комплексів машин для тради

ційної системи обробітку грунту дозволяють констатувати, що в рамках найбільш

поширеної технології на базі оранки залежно від рівня технічного забезпечення

господарства можна забезпечити економію пально мастильних матеріалів до 20 %,

витрат праці та прямих експлуатаційних витрат відповідно на рівні 47 і 14 %.

На рис. 3.2 наведено вимоги та приклад фактичної реалізації традиційної

системи обробітку грунту.

(а)

Рис. 3.2 – Перелік агротехнічних показників, вимог до рівня їх реалізації, фактично досягнуті значення (а),

атакож візуальні характеристики перерізу грунтового горизонту (б) та грунтової поверхні (в) за традиційної системи обробітку грунту (за даними досліджень УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого)

265

www.agrotechnika-ukr.com.ua

3.2 Система обробітку грунту на базі глибокого розпушування (консервувальна)

Зазначена система обробітку грунту характеризується тим, що вона проводиться за умов необхідності регулювання щільності грунту в переущільненому коренев

місному шарі грунту. Дана система дає змогу проводити рихлення без обертання шару

на глибину дещо більшу, ніж за традиційною системою, та передбачає наявність після

основного обробітку до 70% рослинних решток на поверхні грунту. В подальшому для

підготовки верхнього шару грунту під посів необхідно використовувати інші машини та проводити посів спеціальними сівалками, які забезпечують якісне загортання насіння

за умови наявності на поверхні значної кількості рослинних решток.

Відповідно до принципів, викладених у варіанті формування комплексів машин

при реалізації традиційної системи обробітку, були підібрані знаряддя [15, 16] для

реалізації консервувальної технології. При цьому виконання технологічних операцій забезпечувалось спочатку одноопераційними машинами з подальшим

суміщенням можливих операцій на базі наявних технічних засобів (табл. 3.2).

Результати експертизи консервувальної системи обробітку грунту свідчать,

що в порівнянні з традиційною вона залежно від комплектації агрегатів може

забезпечити зниження витрат палива на рівні 48 68 %, витрат праці – 33 77 % та

прямих експлуатаційних витрат – 49 54 %.

Консервувальна система обробітку є менш енерговитратною в порівнянні з тради

ційною, а в технічному забезпеченні її реалізації має свої резерви мінімалізації витрат.

На рис 3.3 наведено вимоги та приклад фактичної реалізації консервувальної системи обробітку грунту.

(а)

Рис. 3.3 – Перелік агротехнічних показників, вимог до рівня їх реалізації, фактично досягнуті значення (а), а також візуальні характеристики перерізу грунтового горизонту (б) та грунтової поверхні (в) при консервувальній системі обробітку грунту (за даними досліджень УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого)

266

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Таблиця 3.2 – Комплекси машин для вирощування

сільськогосподарських культурна базі глибокого розпушування (консервувальна система обробітку грунту)

Нерівномірність розподілу рослинних решток – 30*40 %. Вага нетоварної частини врожаю на поверхні грунту – 0,5*4 т/га. Фракція рослинних решток до 20 см – 60*80 %

267

www.agrotechnika-ukr.com.ua

3.3 Система обробітку грунту на базі поверхневого розпушування (мульчувальна)

В основі цієї системи обробітку покладено принципи мульчування грунту

подрібненими рослинними рештками, обробіток верхнього шару з пере

мішуванням рослинних решток на глибину 10 см, збереження до 30 % рослинних

решток на поверхні грунту, повне підрізання бур'янів, загортання насіння на задану глибину за умов сівби з незначною кількістю рослинних решток на поверхні

грунту, додаткове до 15 мм збереження продуктивної вологи в кореневмісному

шарі. На виконання цих принципів визначено перелік базових технологічних

операцій (табл. 3.3) у такій послідовності: дискування, поверхневий обробіток,

передпосівна культивація, сівба та за необхідності прикочування. Сформовано перелік одноопераційних машин, вітчизняного виробництва та їх комбінації з

суміщенням операцій.

Експертиза запропонованих варіантів технічного забезпечення мульчу

вальної системи обробітку грунту дозволяє стверджувати, що в порівнянні з

традиційною системою можна досягти значно більших результатів енерго ресурсозаощадженя, а саме: зменшити витрати праці на 30 78 %, витрати палива

на 26 64 % та прямі експлуатаційні витрати – на 22 66 %. На рис 3.4 наведено вимоги та приклад фактичної реалізації мульчувальної системи обробітку грунту.

Рис. 3.4 – Перелік агротехнічних показників, вимог до рівня їх реалізації, фактично досягнуті значення (а),

атакож візуальні характеристики перерізу грунтового горизонту (б) та грунтової поверхні (в) при мульчувальній системі обробітку грунту (за даними досліджень УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого)

Утехнічному забезпеченні даної технології можна відзначити таку широку

гаму машин, які можуть застосовуватись для перших трьох систем обробітку

грунту. Розробку нових машин для прямої сівби здійснюють вітчизняні та зарубіжні виробники: ВАТ "Червона зірка", ПП "Агро Союз", ВАТ "Галещина

машзавод", ВАТ "Завод Фрегат", зарубіжні виробники – "Farmet", "Vederstad", "Kuhn", "Amazone" тощо.

268

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Таблиця 3.3 – Комплекси машин для вирощування

сільськогосподарських культур на базі поверхневого обробітку (мульчувальна система обробітку грунту)

Нерівномірність розподілу рослинних решток – 20*40 %. Вага нетоварної частини врожаю на поверхні грунту * 0,5*4 т/га. Фракція рослинних решток до 20 см – 60*80 %

269

www.agrotechnika-ukr.com.ua

3.4 Пряма сівба культур

Базується на наявності оптимальної щільності грунту як у наднасіннєвому, так

і в кореневмісному шарі грунту. Сформований перелік базових технологічних

операцій для безпосередньої сівби (табл. 3.4) є досить коротким і базується на:

мульчуванні грунту рослинними рештками з повним їх збереженням на поверхні; хімічному способі боротьби з бур'янами та падалицею; загортанні насіння на

задану глибину за умов значної кількості пожнивних решток на поверхні поля.

Таблиця 3.4 – Комплекси машин для вирощування сільськогосподарських

культур на базі безпосередньої сівби

Нерівномірність розподілу пожнивних решток – 30*35 %. Вага нетоварної частини врожаю на поверхні грунту * 0,5*4 т/га. Фракція пожнивних решток до 20 см – 60*80 %

Система обробітку грунту на базі безпосередньої сівби є найбільш енерго

ощадною, в порівнянні з традиційною системою вона може забезпечити 70 75 % економії пального, 59 82 % зниження витрат праці та 56 69 % прямих експлуа

таційних витрат.

Експертиза системи обробітку грунту на базі прямої сівби в 2008 р. продов

жується на полі № 10 дослідної сівозміни інституту. Вигляд поверхні поля та розріз

грунтових горизонтів зображено на рис. 3.5. При застосуванні такої системи

обробітку щільність грунту близька до оптимальної, кількість пожнивних решток на полі становить 0,5 4 т/га, а нерівномірність їх розподілу по поверхні – 30 35 %.

270