Тенденции и перспективы развития машин для основной обработки почвы

1. Введение

       Обработка почвы — наиболее древнее занятие  человечества в сфере производства продуктов питания. Вся история цивилизации связана с совершенствованием орудий обработки почвы и технологий возделывания с.-х. культур. К настоящему времени почвообрабатывающие машины достигли значительной степени совершенства, однако до сих пор остается актуальным высказывание акад. В. П. Горячкина, что обработка почвы является "самой важной, самой продолжительной, самой дорогой и тяжелой работой".

       Механическая  обработка почвы в сочетании  с внесением удобрений и другими  агротехническими приемами — одно из основных условий получения высоких  и устойчивых урожаев. Способы обработки  почвы многообразны. Они зависят  от ее качества, зоны и биологических  особенностей возделываемой культуры.

       Главная задача механической обработки почвы  — создать наилучшие условия  для роста и развития культурных растений, получить высокий урожай. Обработка поддерживает корнеобитаемый слой почвы в таком рыхлокомковатом  состоянии, при котором растения хорошо снабжаются водой, пищей, теплом и воздухом. В большой мере обработка  почвы защищает культурные растения от сорняков, вредителей и болезней.

       Положительное воздействие обработки на биологические, биохимические и физико-механические процессы, происходящие в почве, и  на развитие культурных растений состоит  в следующем:

       1) пахотный слой поддерживается в таком состоянии, при котором культурные растения имеют наиболее благоприятные условия для высокой продуктивности;

       2) активизируются микробиологические процессы в корнеобитаемом слое почвы, поэтому в период вегетации происходит постоянный приток питательных веществ к корням растений;

       3) наиболее полно уничтожаются сорняки, вредители и возбудители болезней растений, которые запахиваются в почву и подвергаются разложению;

       4) заделываются в почву удобрения, стерня, дернина и другие растительные остатки и сидеральные растения, которые превращаются в перегной и служат новым резервом плодородия почвы и пищи растений;

       а) в южных засушливых районах применением ранней зяби, боронования, паровой обработки, щелевания, обвалования, влагозарядки и других мер создаются значительные запасы влаги в почве, чем гарантируется получение урожаев зерна и других культур даже в засушливые годы;

       б) при ирригации обработкой почвы создаются условия для наиболее эффективного орошения;

       в) в районах избыточного увлажнения специальной обработкой осушаются  болота и тем самым вводятся в  действие новые земельные угодья;

       6) в корнеобитаемом слое усиливается  приток кислорода к семенам  и корням растений и выделение из почвы углекислоты, что улучшает условия для фотосинтеза, микробиологических процессов, роста и развития растений;

       7) регулируется тепловой режим почвы: теплоемкость, теплопроводность, лучепоглощение; корнеобитаемый слой почвы летом предохраняется от сильного перегрева, а зимой в некоторой степени — от глубокого промерзания;

       8) создаются наилучшие условия для посева и заделки семян в почву на требуемую глубину, во влажный слой, чем обеспечивается быстрое прорастание и дружное появление всходов;

       9)   облегчается  появление  всходов,  усиливается  вегетация растений; создаются наилучшие условия для развития корневой системы, корней сахарной свеклы, клубней картофеля и других корнеклубнеплодов; специальной обработкой почвенный покров предохраняется от водной ветровой эрозии; увеличивается пахотный слой путем применения почвоуглубителей с одновременным внесением органических и минеральных удобрений.

     При создании новых почвообрабатывающих  машин и орудий, а также при  механической обработке почвы учитываются  технологические свойства почвы, ее удельное сопротивление и влияние  на износ рабочих органов. 
 
 
 
 
 

       2. Основная обработка почвы.

     Основная  задача механической обработки почвы  — создание благоприятных условий  для развития культурных растений с  целью получения высоких и  устойчивых урожаев. В процессе механической обработки почвы уничтожают сорняки и насекомых-вредителей, заделывают пожнивные остатки и удобрения, создают условия для накопления влаги.

       Различают основную, специальную и поверхностную  обработку почвы.

       Главная задача при основной обработке почвы  — обеспечение оптимального водно-воздушного и питательного режима. Основная обработка  почвы должна способствовать сохранению и восстановлению гумусового баланса  и структуры почвы, создать условия  для последующих операций по обработке  почвы, посеву, уходу за растениями и уборке.

       Система основной обработки почвы традиционно  состоит из пожнивного лущения и  вспашки, чизелевания или дискования и все более часто — из поверхностной  обработки. Осуществляют основную обработку  почвы, как правило, летом или  осенью предшествующего года.

       Начало и продолжительность работ по вспашке устанавливает агроном хозяйства в зависимости от зоны и типа почвы. Вспашку при размещении картофеля после однолетних трав, зерновых и зернобобовых культур начинают после предварительного лущения стерни. Срок между лущением и началом вспашки составляет от 1 до 2 недель и определяется появлением проростков сорняков. В регионах, где послеуборочный период невелик (Северо-Восток РФ), после уборки полевых культур в середине августа - начале сентября проводят вспашку на полную глубину, а затем если позволяют погодные условия и сорняки успели прорасти, проводят культивацию или лущение. Во всех случаях, если почва после уборки предшествующей культуры сильно пересохла, лущение способствует повышению качества зяблевой вспашки. Ранняя зяблевая вспашка положительно влияет на урожай картофеля и дает прибавку в урожае до 25 ц/га по сравнению с поздней зяблевой вспашкой.

       Лущение проводят для равномерного распределения  пожнивных остатков, провоцирования к прорастанию семян сорняков, а также потерь семян предшествующих и других культурных растений, сохранения продуктивной влаги. Проводится один или  два раза в поперечном или диагональном направлении.

       Требования  к качеству лущения:

1.  Скорость агрегата не должна превышать 5-7 км/ч, угол атаки регулируют в зависимости от предшественника;

2. Перекрытие между смежными проходами должно составлять 15 см;

3. Поверхность обрабатываемого поля после прохода должна быть ровной, высота гребней не более 4-5 см, проходов не должно быть видно;

       4. Число недорезанных растений не должно превышать 5 шт/;

       5. Огрехи не должны превышать 10  /га.

       Особое  значение лущения как способа  сохранения влаги возрастает в более  засушливых регионах и (или) при невозможности  произвести вспашку вскоре после  уборки предшественника. По  результатам  исследований, на серых лесных почвах при оставлении почвы без обработки  с последующей вспашкой в октябре  запасы влаги в ней значительно  уменьшаются по сравнению с участком, где сразу же после уборки урожая  обработали дисковыми лущильщиками. При вспашке нелущеной стерни пашня бывает глыбистой.

       Для лущения применяют дисковые лущильщики. «Рубин» фирмы Lemken, «Катраз» фирмы Amasone или лемешные «Смарагт» фирмы Lemken.

       

       

       Рис. 1- Дисковые лущильщики «Смарагт» фирмы Lemken.

       

       Рис. 2-  Дисковый лущильщик «Рубин» фирмы Lemken

       Отказ от лущения целесообразен лишь при  возможности в ближайшие семь-десять дней провести вспашку или другую основную обработку почвы. При задержке с основной обработкой лущение является обязательным, так как это самый эффективный и дешевый прием борьбы с сорняками и повышения запаса влаги в почве.

       Основную  обработку — вспашку плугом с  оборотом пласта — проводят на глубину  от 20 до 35 см. Вспашку почв с небольшим пахотным горизонтом иногда сочетают с одновременным рыхлением нижних слоев на глубину 35—42 см. В районах, подверженных ветровой эрозии (разрушение и выдувание почвы под действием ветра), основная обработка почвы состоит в рыхлении плугами-рыхлителями или культиваторами-плоскорезами на глубину 16—30 см без оборота пласта. При такой обработке на поверхности сохраняется стерня, которая защищает почву от выдувания. Обработка почвы по методу Т. С. Мальцева заключается в рыхлении плугами на глубину 35—40 см без оборота пласта. Такую обработку проводят один раз в пять-шесть лет.

       К специальной обработке относят  вспашку целинных, болотных почв, плантажную и ярусную вспашку, глубокое рыхление, фрезерование почвы, бурение ям под  посадку деревьев и др.

       Поверхностная обработка предусматривает следующие  операции: лущение, боронование, шлейфование, культивацию, прикатывание, окучивание, нарезку гребней и поделку  гряд (в районах избыточного увлажнения) и др.  
 
 
 
 
 
 

     3. Машины для основной обработки почвы.

       В соответствии со способами механической обработки почвы различают три  группы почвообрабатывающих машин  и орудий: тракторные плуги и другие машины и орудия общего назначения для основной обработки почвы, плуги и другие машины и орудия специального назначения машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Тракторные лемешные плуги общего назначения производят вспашку с оборотом пласта, причем пахота может быть свально-развальной или гладкой (без свальных гребней и развальных борозд). Плуги для свально-развальной пахоты имеют правооборачивающие корпуса, а плуги для гладкой пахоты — право- и левооборачивающие корпуса, которые работают попеременно при прямом и обратном ходах плуга.

     Почвообрабатывающие машины разделяются на две подгруппы:

         1. Машины для основной обработки почвы

            2. Машины для поверхностной обработки почвы

Машины  для основной обработки почв разделяют  по:

1. По способу агрегатирования (по способу тяги)
2. По способу составления МТА

     -сцепочные

     - безсцепочные

     - одномашинные

3. С приводом ВОМ

- с  гидроприводом

-с  электрогидроприводом

       К орудиям основной обработки почвы  относят также плуги-лущильники, плуги для безотвальной пахоты по методу Т. С. Мальцева, культиваторы-плоскорезы для обработки почвы, подверженной ветровой эрозии.

     Для основной обработки почвы применяют  плуги и культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители. Эти машины обрабатывают почву на глубину до 30 см.

     В зонах с повышенной ветровой эрозией  применяются плоскорезы, так как  они не оборачивают пласт, а только рыхлят почву. В этом случае стерня остается на поверхности и снижает  скорость ветра, в результате почва  не уносится с полей. Борьбу с сорной растительностью ведут, применяя несколько  другую технологию обработки почвы  при последующих операциях.

          Существует два типа культиваторов:  для сплошной обработки почвы  и для междурядной обработки  почвы. В этом разделе рассматриваются культиваторы для сплошной обработки почвы (КПС-4). Они предназначены для рыхления почвы( 12-18 см) и подрезания корней сорняков.

         Катки предназначены для уплотнения  верхнего слоя почвы после  посева, выравнивания поверхности  поля, разрушения комков, иногда  применяют для прикатывания перед  посевом. Марки катков: Гладкие  водоналивные — 3КВГ-1,4; кольчато-шпоровые  — 3ККШ-6

         Бороны предназначены для рыхления  почвы, разрушения почвенной корки,  разбивания комков, вырывания сорняков  и выравнивания поверхности поля.  Есть два типа борон: зубовые  и дисковые. Марки зубовых борон:  БЗСС-1, БЗТС-1, БПО-0,6, БСО-4.  Марки  дисковых борон: БДТ-3, и более  современная дисковая борона  — дискатор БДМ-3