Глибоке розпушення ґрунту

419

Микола Макаренко, доцент кафедри «Трактори і автомобілі»

Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. Петра Василенка, сільськогосподарський дорадник

Сучасне сільське господарство може бути високорентабельним лише за умови використання передових механізованих технологій. Тому його ефективність в значній мірі залежить від технічної оснащеності високопродуктивною, енергоощадною та екологічно безпечною технікою, а також від рівня використання технічного потенціалу господарств.

Нові соціально-виробничі умови вимагають прогресивних підходів до вибору систем обробки ґрунту і вживаних знарядь. Найважливішими з цих умов є: зміни кліматичних умов і супутні результати глобального потеплення; необхідність застосування консервуючої і захисної обробки ґрунту для скорочення викиду вуглекислого газу, захисту ґрунтів від ерозії і переущільнення; врахування умов місцевості і типу ґрунтових різниць, а також структури і складу ґрунту; можливість проведення експрес-аналізу ґрунтів і реалізації отриманих даних через систему глобального позиціонування (GPS); економічні аспекти, що посилюються, з урахуванням зростаючої вартості палива і необхідності дотримання вимог екології.

Відомі різні технології вирощування с-г культур, які відрізняються способом основного обробітку ґрунту, або навіть такі, що повністю його виключають. Універсальних порад не існує. Аналіз систем технологій і машин для обробітку ґрунту дозволяє ознайомитися і отримати орієнтацію в тенденціях розвитку техніки і напрямах доцільного використання орних земельних угідь для різних конкретно-господарських умов. При цьому головними при виборі технології обробки ґрунту є економічні показники і екологічні наслідки. У кожного з способів є свої прихильники.

Інтенсивність обробки ґрунту (глибина обробки і число робочих проходів) значно впливає на ефективність землеробської технології в цілому. При розробці специфічних для місцевості технологій основне значення мають ґрунт і клімат.

Останніми роками спостерігається тенденція негативного впливу інтенсифікації сільськогосподарських процесів на ґрунт. Головна проблема полягає в ущільненні орного та підорного шарів ґрунту після дії на них робочих органів машин та ходових систем тракторів та комбайнів. Це призводить до зниження рівня родючості сільськогосподарських культур. Дослідженнями встановлено, що в процесі польових робіт машинно-тракторна техніка залишає свої сліди на 40-80% обробленої ділянки, а на поворотні смуги припадає в декілька разів збільшення проходів. А оскільки спостерігається стійка тенденція збільшення маси сільгосптехніки, то під негативну дію, крім орного шару, підпадає ще й підорний до глибини близько 1-1,5 м. Це призводить до зниження загальної та капілярної пористості родючого шару. Внаслідок підвищення щільності, а відповідно і твердості ґрунту, знижується рівень життєдіяльність мікрофлори родючого шару ґрунту, що в значній мірі позначається на втратах врожаю приблизно в 20-30%.

Найважливішою характеристикою традиційного обробітку ґрунту є щорічне розпушення орного шару плугом. При цьому бур’яни і рослинні залишки закладаються в ґрунт, значна частина заораного насіння гине. Створюється рихле орне поле без рослинних залишків, яке дозволяє безперешкодно застосовувати традиційну посівну техніку. В цілому все виглядає красиво, однак при оранці верхній шар найбільш родючого ґрунту переміщується вглиб і навпаки – малородючий витягується на поверхню, де знаходитись більша частина кореневої системи культурних рослин. Аеробні та анаеробні бактерії міняються місцями, що пригнічує їх розвиток і зовсім не сприяє підвищенню врожайності. А який об’єм ґрунту переміщується при цьому! А все це затрати енергії, а, відповідно, значна витрата палива. Крім того ще одна проблема ущільнення ґрунту може з’явитися, якщо зловживати застосуванням відвальних плугів. У народі її називають «плужна підошва», суть якої полягає у перешкоджанні вільного проникнення вологи у підорні шари. Таким чином, волога випаровується з нижніх горизонтів, а земля залишається пересушеною. Крім того «плужна підошва» сприяє виникненню так званих мокрих «блюдець» на рівнинній і низинній місцевості, а на схилах – водної ерозії. У результаті, можна отримати розширення ареалу водної ерозії і деградацію родючих земельних ділянок.

Консервуючий обробіток ґрунту припускає відмову від застосування плуга. В результаті цього на поверхні ріллі залишаються речовини від попередника і/або проміжної культури. Характерним є: зниження звичайної інтенсивності основного обробітку ґрунту за видом, глибиною і частотою механічного втручання; безвідвальне розпушування забезпечує створення стабільної структури ґрунту для запобігання ущільненню в результаті проїзду машин; рослинні залишки зберігаються на поверхні ґрунту або відбувається їх неглибоке закладення; структура ґрунту  зберігається непошкодженою, тим самим зменшується запливання і ерозія; посів здійснюється в мульчований ґрунт спеціальними або пристосованими сівалками.

Прямий посів визначається як обробіток без якої-небудь обробки ґрунту після попереднього збору урожаю. Про цю технологію – окрема розмова.

Метод консервуючого обробітку ґрунту і прямого посіву супроводять аспекти в зміні характеристик ґрунтів і підходу в захисті рослин.

При цьому спостерігається наступна зміна характеристик ґрунту:

  • умови мінералізації рослинних залишків: розвиток дощових черв’яків, мікроорганізмів, структура ґрунту, диференціація ґрунтових горизонтів;
  • умови живлення рослин: концентрація органічної речовини у верхній частині орного горизонту; зміни в розташуванні кореневої системи рослин;
  • характеристики розповсюдження ґрунтової вологи: утворюється біологічна мережа дренажів; спостерігається безперешкодне проникнення води від випадання опадів до коріння рослин, а також відповідний повітряний обмін; наявність мульчуючих речовин; капілярне надходження ґрунтової води; зміна умов випаровування вологи із захистом від ерозії ґрунту; перерозподіл опадів; зниження небезпеки водної ерозії при рясних дощах.

Дані зміни показують, що альтернативні варіанти обробки ґрунту більш раціонально використовують водні ресурси, ніж система землекористування з інтенсивним традиційним обробітком ґрунту.

Розвиток науково-технічного прогресу останніми роками диктує нові вимоги до розробки і виробництва сільськогосподарської техніки. Особливо актуальним є забезпечення системної єдності техніки, технологій і природного середовища, зниження негативних наслідків використання машинних технологій, цілеспрямоване впровадження ресурсоощадних екологічно безпечних механізованих процесів.

Окрім традиційних вимог надійності і ефективності нової ґрунтообробної техніки на передній план виступають скомбінованість, універсальність і адаптивність до різних природно-виробничих умов.

Ураховуючи вагомий вплив (18…25%) чинника обробітку ґрунту на врожайність сільськогосподарських культур, недостатню кількість ефективної вологи в ґрунті більше ніж на половині території України, розвиток водної і вітрової ерозії на 30 % посівних площ, є необхідність використати сучасну систему ресурсозберігаючих технологій обробітку ґрунту та комплекс відповідних машин.

Основою для оптимізації стану ґрунту є вимоги рослин до ґрунтового середовища, в якому проростає насіння, розвивається і формується коренева система. Моделі ґрунтових середовищ є першоосновою при виборі способів механізованого обробітку ґрунту і засобів для його здійснення, які дають змогу створити оптимальний водно-повітряний режим, що відповідає умовам, ефективно використати добрива й істотно підвищити врожайність культурних рослин за якомога менших енерговитрат і екологічних наслідків.

Сучасна техніка для обробітку ґрунту надає широкий комплекс заходів і технічних засобів за підвищенням продуктивності, зниженням ступеня ущільнення ґрунту та підвищенням якості роботи; нові машини зменшують час і засоби на обробіток, маючи більший термін експлуатації, пов’язаний з використанням нових матеріалів та вищою якістю виконання.

Глибоке рихлення ґрунту передбачає розпушування, кришення, часткове перемішування, але без обертання пласту, внаслідок чого відбувається розущільнення ґрунту, спрямоване на запобігання водної ерозії. Стерня при цьому залишається на поверхні, що закріплює поверхню ґрунту і не дозволяє йому здуватися вітром. Головним знаряддям для проведення зазначених сільськогосподарських робіт є глибокорозпушувач.

Нові конструкції глибокорозпушувачів адаптовані до вимог гнучкої диференційованої різноглибинної технології механізованого обробітку ґрунту. Важлива роль належить сучасній багатофункціональній високопродуктивній техніці, яка забезпечує значне підвищення рентабельності при точному технологічному застосуванні, значному річному завантаженні й високій урожайності. В цілому рівень ефективності ґрунтообробної техніки залежить також від повноти використання погодних і ґрунтово-кліматичних умов та загального рівня культури землеробства.

Конструкція глибокорозпушувача досить проста: робочий орган являє собою прямий або криволінійний стояк, на якому закріплено фігурне долото. Додатково можуть бути встановлені розширювачі для збільшення полоси розпушування. Для проведення кротування (прокладання дренажу) стояк позаду доповнюють дренером. Крім того встановлюються робочі органи (котки, лапи) для поверхневого обробітку ґрунту.

Останнім часом багато закордонних фірм зайнялися випуском глибокорозпушувачів з похилими або криволінійними стояками в поперечній площині замість прямих. За рахунок таких змін в конструкції можна очікувати значно менших по висоті незруйнованих гребенів або ж їх абсолютну відсутність.

Глибокорозпушувач може виконувати суцільний або смуговий обробіток ґрунту. Необхідно тільки виконати потрібну розстановку робочих органів. Якщо застосовується смугове розпушування, то ділянки, які залишаються не розпушеними, служать своєрідною опорою для рушіїв тракторів під час наступних проходів. Це підвищує тривалість ефективності розпушених смуг. Якщо на ділянках існує проблема мокрих «блюдець», то смугове глибоке розпушування застосовується з одночасним дренуванням. Для глинистого ґрунту міжсмугову відстань витримують близько 2…2,5 м, а для суглинного ґрунту – 3…4 м.

Глибокорозпушувач забезпечує вирішення проблеми надмірного ущільнення ґрунту на глибині й розрихлення плужної «підошви». Надмірно ущільнений ґрунт на глибині перешкоджає підняттю вологи з найглибших водоносних шарів, погіршує аерацію. При обробітку глибокорозпушувачами у ґрунті зберігаються залишки рослин і корінців від попереднього врожаю, що затримують вологу й забезпечують додаткове надходження азоту. Крім того глибоке розпушування ґрунту забезпечує покращений водоповітряний режим.

З метою підвищення водопроникності окремих ділянок поля, корисно застосовувати щілювання схилових земель на глибину 04…0,5 м. Це сприяє зволоженню орного і підорного горизонтів, а також рівномірному розподілу вологи. Крім того ефективність такого прийому спостерігається за рахунок значного скорочення збитків від водної ерозії. За рахунок нарізування щілин шириною 2,5…4 см стокові води відводяться в нижні шари і змив ґрунту зменшується.

Розглянемо тенденції розвитку техніки для глибокого розпушення ґрунту на прикладі машин, що пропонуються провідними машинобудівними фірмами для господарств України.

Глибокорозпушувач Gaspardo Diablo 

Diablo – причіпний глибокорозпушувач, призначений для великих площ з робочою шириною 6-7 м. Ця версія з’явилася на світ по запитах великих підприємств, що використовують наймогутніші трактори з тих, що є зараз на ринку. Як і у версіях з фіксованою рамою, обробіток передбачає комбіновану дію робочих органів – зубців з прогресивним нахилом і комплектом дисків. Зубці виконують розпушення ґрунту на глибину до 65 см, що забезпечує дію, що вентилює оброблений шар, і часткове засипання залишків попередніх культур. Задній комплект має два ряди дисків, які регулюють робоче заглиблення, подрібнюють грудки і покращують засипку рослинних залишків.

Економія енергії відбувається завдяки меншому опору руху, що забезпечується особливим нахилом зубців.

Глибокорозпушувач здатний замінити оранку. При роботі зубці глибоко розрізають ґрунт, наконечник і бічні розпушувачі дроблять і вентилюють його. Задній комплект дисків розбиває грудки, вирівнює ґрунт і засипає залишки культур на верхньому шарі ґрунту. Обробка без перевертання шарів сприяє формуванню органічних речовин.

Модель ATTILA Maschio Gaspardo призначена для роботи з тракторами середньої потужності (від 110 до 200 к.с.). Максимальна робоча глибина обробки ґрунту складає 45 см, використовуючи від 5 до 9 стояків з різною робочою шириною, підходить для середніх господарств і сільськогосподарських підрядників. Стояки оснащені запобіжною системою з зрізними болтами. Глибина обробки ґрунту регулюється подвійним заднім котком, який можна відрегулювати вручну за допомогою пальцьового механізму.

Глибокорозпушувачі Vogel&Noot TerraDig XS/9

При використанні даної моделі глибокорозпушувача можливе інтенсивне розпушення глибоких ґрунтових шарів, подрібнення і перемішування верхнього шару ґрунту.

З метою підвищення інтенсивності розпушення використовується агресивне положення лап в ґрунті.

Глибокорозпушувачі VogelNoot серії TerraDig XS/XXS розроблені для глибин обробки від 55 см до 70 см і, таким чином, вони можуть оптимально адаптуватися до відповідних ґрунтових умов і кількості рослинних залишків.

Завдяки спеціальній формі лап дані агрегати найбільше підходять для глибоких і гумусових шарів ґрунту, для яких бажані одночасно обробка верхнього шару ґрунту і змішування рослинних залишків.

Глибокорозпушувач TerraDig XS виготовляється з 5, 7 і 9 лапами з робочою шириною відповідно 2,5, 3,0 і 4,0 м.

Глибокорозпушувач Lemken Лабрадор призначений для розбивання ущільненого ґрунту і розпушування технологічної колії. Пристрій забезпечує спушення і дренаж шарів ґрунту 2 або 3 стояками на 65-сантиметровій робочій глибині.

Щоб здійснити розпушування технологічної колії, можна підібрати розмір долота відповідно до сліду трактора.

Ширина захвату складає 160 см.

John Deere 2100 служить для розпушування ущільнених нижніх пластів ґрунту. При обробці не порушується профіль поверхні і максимально зберігаються пожнивні залишки.

Товщина стояків складає 19 мм. Цим забезпечується тонкий зріз шару ґрунту на глибині 41 см.

У разі необхідності дії на ґрунт більш інтенсивно або для змішування пожнивних залишків можна застосовувати прямі стояки завтовшки 32 мм з протизносною накладкою і зрізними болтами.

Глибокорозпушувач 915 поставляється в модифікаціях, що мають від 5 до 13 стояків.

John Deere 913 ефективний на невеликих полях, що обробляються невеликими малопотужними тракторами, при малій кількості пожнивних залишків або їх відсутності.

Модель наділена функцією аерації ґрунту із збереженням на поверхні пожнивних залишків. Розпушування щільних ділянок можливе завдяки наконечникам LaserRip Extreme, здатним працювати на глибині 58 см.

Глибокорозпушувач «ГУЛЬДЕН», виробництва «Лозівські машини», призначений для суцільної дворівневого обробітку за безвідвальною технологією замість зяблевої і весняної оранки, глибокого розпушення ґрунту на схилах і парових полях, для післязбирального розпушення і передпосівної обробки стерньових і мульчованих агрофонів, ґрунтів, що заплили, а також для обробки кормових угідь.