Замена пашни на рыхление без оборота пласта

По итогам уборочной страды 2011 года Кубань заявила о рекордной для региона урожайности пшеницы: почти 57,5 центнеров с гектара. А вот в холодной Сибири получали до 60 центнеров с гектара. Не может быть, скажете вы. И ошибетесь. На территории Новосибирской области, действительно, добивались такой высокой урожайности. Правда, во второй половине 19 века.

Архивные газеты сохранили фантастическую для потомков информацию: при пересчете на современные единицы измерения во второй половине 19 века в нынешней Новосибирской области в Кочковском районе собирали пшеницы до 60 центнеров с гектара, а овса – 108 центнеров. Именно такую статистику зафиксировал царский чиновник Миддендорф, посетивший губернию для ревизии местного сельского хозяйства. Технологии в то время были немудреные: на одной половине поля крестьянин 7-8 лет скот пас, а на другой половине – хлеб растил. Рыхлил землю, чем мог, сеял в ночь, а с утра по росе, «пока птица зерно не клюет», деревянной бороной семена землей присыпал. И получал небывалый для нас урожай.

Уже при советской власти земледельцев, которые перепахивали поле на глубину меньше 22 см, объявляли врагами народа. И вся страна перешла на глубокую вспашку. В результате, в настоящее время гумуса почвы осталось от половины до 1/3 его содержания на конец 19 века, а обычная урожайность в Новосибирской области далеко не всегда превышает 20 ц/га.

Анализируя двупольную систему земледелия наших предков, рассказывает генеральный директор ООО НПФ «Агромаш» Владимир Геер, невольно замечаешь ее сходство со столь актуальными сегодня ресурсосберегающими технологиями. Переход к рыхлению взамен вспашки или неглубокая вспашка несут с собой существенное уменьшение затрат при увеличении урожайности.

В верхнем слое земли до 10 см развиваются аэробные бактерии, разлагающие пожнивные остатки до минеральных веществ, которые служат питанием для растений. В более глубоких слоях находятся анаэробные бактерии, разлагающие органические вещества до газообразного состояния, которые улетучиваются, тем самым обедняя почву. Если пахать(рыхлить) землю до глубины 10 см, как наши предки, то плодородие почвы растет. А вот если пахать так, как мы это делаем последние 80 лет – ни о ресурсосбережении, ни о росте урожайности говорить не придется.

Принципиально новое орудие для рыхления почвы взамен вспашки предлагает ООО НПФ «Агромаш».

Новые почвообрабатывающие агрегаты позволяют рыхлить почву на глубину – от 10 до 50 см – с заделкой пожнивных остатков на глубину до 10 см. Орудие одновременно рыхлит поверхностный слой и разрушает плужную подошву, сохраняя плодородие почвы и частично ее структуру.

Разработанный нами многофункциональный комбинированный почвообрабатывающий агрегат позволяет за счет сменных рабочих органов выполнять дискование почвы, культивацию, плоскорезную обработку и глубокое рыхление до 45 см, а также их комбинации.

Агрегат включает раму с прицепом, состоящую из четырех поперечных брусьев, соединенных продольными. Сзади она опирается на два транспортно-технологических колеса с винтовыми механизмами регулировки глубины работы рабочих органов, впереди – на два технологических колеса, которые также оснащены аналогичными механизмами регулировки. На заднем поперечном брусе навешен винтовой каток, представляющий собой трехзаходный винт, выполненный из трех полос сечением 8×40мм с углом наклона 65° к образующей, описывающей цилиндрическую поверхность катка. На переднем поперечном брусе агрегата расположены втулки, в которых устанавливаются стойки с дисковыми рабочими органами. На втором поперечном брусе одновременно размещены в определенном порядке втулки для установки стоек дисковых рабочих органов и парные кронштейны для установки стоек с культиваторными лапами или стоек с плоскорезными лапами, или стоек глубокорыхлителей. На третьем поперечном брусе размещены только втулки для установки стоек с дисковыми рабочими органами. На четвертом поперечном брусе так же, как и на втором, размещены в определенном порядке втулки для установки стоек с дисковыми рабочими органами и парные кронштейны для установки стоек с культиваторными лапами или стоек с плоскорезными лапами, или стоек глубокорыхлителей.

Рабочие органы, устанавливаемые на раму агрегата в любом сочетании по фронту, всегда будут располагаться друг от друга на расстоянии по осям на 14,0 см, а на каждом поперечном брусе – на расстоянии 56,0 см. По глубине агрегата все рабочие органы также при любой их комбинации на раме всегда будут располагаться на расстоянии 70,0 см друг от друга. Такая расстановка рабочих органов практически исключает их забивание пожнивными соломистыми остатками и позволяет заделывать солому в почву на глубину установки дисковых рабочих органов.

При монтаже на всех поперечных брусьях рамы только дисковых рабочих органов вы получите дискатор с винтовым катком, где в процессе работы диски частично измельчают пожнивные остатки и заделывают их в почву, которую они рыхлят на глубину до 15 см. Винтовой каток при этом длинные соломистые остатки дополнительно вдавливает в почву, присыпая их землей, а короткие вычесывает с их укладкой на поверхность поля.

При монтаже на поперечных брусьях рамы только стоек с культиваторными лапами вы получите культиватор с винтовым катком. Такой агрегат в процессе работы подрезает почву и корни сорных растений на глубину от 5 см до 16 см с ее рыхлением. Винтовой каток при этом дополнительно рыхлит верхний слой почвы до 10 см, выравнивает его, вычесывая мелкие сорняки с их укладкой на поверхность поля.

При монтаже на поперечных брусьях рамы только стоек с плоскорезными лапами, вы получите плоскорезный агрегат. Винтовой каток при этом лучше демонтировать, так как плоскорезная обработка почвы предусматривает рыхление почвы от 9 см до 26 см при максимальном сохранении на поверхности поля неповрежденной стерни.

При монтаже на поперечных брусьях рамы агрегата только стоек-глубокорыхлителей вы получите агрегат для разрушения плужной подошвы с винтовым катком. Если каток не нужен, он легко демонтируется. Стойки-глу- бокорыхлители могут быть установлены на различную глубину рыхления почвы от 15 см до 45 см с интервалом 10 см. Кроме этого, в зависимости от ширины установленных на стойках-глубокорыхлителях боковых рыхлительных кронштейнов, мы можем проводить сплошное рыхление почвы либо полосное. Глубокое полосное рыхление целесообразно проводить в зонах, где осенью выпадает достаточное количество осадков, чтобы промочить влагой не взрыхленные полосы почвы, которые, будучи влажными, при замерзании в зимнее время вспучиваются (расширяются), тем самым происходит саморазрыхление плотной почвы плужной подошвы без дополнительных затрат энергии. Кроме того, в этом случае сохранятся капиллярная структура почвы, а также все каналы, образованные в почве сгнившими корнями ранее выращиваемых здесь растений и каналов червей. Это в последующем обеспечивает осуществление так называемого сухого полива.

При монтаже на первом поперечном брусе рамы стоек с дисками, на втором поперечном брусе также стоек с дисками, но отклоненных от направления движения агрегата в противоположную сторону и стоек-глубокорыхлителей, которые монтируются в парных кронштейнах посередине между стойками с дисками, на третьем поперечном брусе, как и на первом поперечном брусе, монтируются только стойки с дисками, а на четвертом поперечном брусе, как на втором, монтируются стойки с дисковыми рабочими органами и стойки- глубокорыхлители.

При работе агрегата в такой комплектности диски частично измельчают пожнивные остатки, в том числе и стерню, заделывают их в почву на глубину работы дисков, а стойки-глубокорыхлители рыхлят плужную подошву без оборота пласта, образуя при этом валы, дополнительно засыпающие пожнивные остатки. Установленный на агрегате за четвертым поперечным брусом винтовой каток вдавливает в почву крупные соломистые остатки, а мелкие вычесывает из почвы и укладывает их на ее поверхность.

Аналогично работает следующая комбинация рабочих органов агрегата: на первом и третьем поперечных брусьях устанавливаются стойки с дисковыми рабочими органами, а на втором и четвертом поперечных брусьях устанавливаются только стойки-глубокорыхлители. Преимуществом этой схемы расстановки рабочих органов по отношению к предыдущей является то, что агрегат работоспособен при наличии стерни на зерновом поле высотой более 30 см с разбросанными по нему крупными соломистыми остатками. При работе агрегатом, составленным по этой схеме, солома хорошо заделывается в почву, которая до наступления очередного срока посева аэробными бактериями приводится в хрупкое, неустойчивое состояние, не препятствующее в последующем посеву.

При замене в 2-х последних схемах почвообрабатывающего агрегата стоек-глубокорыхлителей на стойки с культиваторными лапами мы получим схемы агрегатов, которые целесообразно использовать при послеуборочной обработке почвы, если нет необходимости рыхлить плужную подошву.

Последние комбинированные схемы почвообрабатывающего агрегата при установке дисковых рабочих органов на глубину обработки почвы в 10 см позволяют заделывать в нее пожнивные остатки до 10 см, что при наличии в почве достаточной влаги и воздуха создает условия для переработки этих органических остатков аэробными бактериями в неорганические формы, пригодные для питания растений, а образующиеся при этом излишки окислителей типа угольной кислоты, опускаясь в более глубокие слои почвы, переводит её минеральные составляющие в соединения, доступные для питания растений.

Агрегат в этой комплектации является тек же незаменимым при обработке залежных или переуплотненных земель, где дисковые орудия (дискаторы) да и культиваторы сложно загнать в почву на заданную глубину ее обработки. В этом случае глубокорыхлительные стойки имеющие специфическую конструкцию при которой дисковые рабочие органы агрегата просто затягиваются в почву. Глубина обработки при этом ограничивается регулируемыми колесами, установленными впереди и сзади агрегата.

Предлагаемый почвообрабатывающий агрегат позволяет рыхлить почву от 10 см до 45 см без оборота пласта и обеспечивает заделку в почву пожнивных остатков и другой органики на глубину до 10 см, чем выполняется главное условие, обеспечивающее повышение гумуса в почве, а следовательно, её плодородие и урожайность выращиваемых культур. Кроме этого применение таких агрегатов для обработки почвы по сравнению с пахотой увеличивает производительность в 1,5 раза.

Отзывы о работе техники

Сергей Савельевич Серов, директор ТОО «Агрофирма Серов и К», Казахстан

Пять лет назад мы перешли на нулевую технологию, и такой агрегат, как дискатор-глубокорыхлитель производства «Агромаш», нам необходим. Раз в пять лет мы сеем подсолнечник, и к этому моменту в почве формируется подплужный слой, мешающий проникновению влаги. Его нужно разрушить безотвальным способом – вот для этого и необходим глубокорыхлитель. Я уже три года использую два агрегата «Агромаш» и доволен их работой: они обрабатывают почву глубиной до 40 см. При этом, если сравнить производительность,  плуги в хозяйстве имеют ширину 1,65 м, а глубокорыхлитель – 2,5 м, соответственно его производительность значительно выше.

Виктор Николаевич Зверев, КФХ «Лорд», Сузунский район, Новосибирская область

Пользуюсь дискатором три года: сначала без щелевателей два года работал – денег не хватило. Укомплектовал полностью в прошлом году. Производительность выше, чем у плуга, что дает ощутимую экономию солярки. Нынче урожай у меня не больше, чем у других 8-10 ц/га, но поскольку я использовал орудие «Агромаш», то сэкономил на солярке. Правда, поле должно быть достаточно чистым от сорняков.

Широкозахватный винтовой каток для прикатывания посевов.

Наименование	Значение
Марка машины	ККШС-10	ККШС-12	ККШС-15	ККШС-18	ККШС-21	ККШС-24
Ширина захвата в рабочем положении, м	10	12	15	18	21	24
Ширина в транспортном положении, м	2.64	4.20	4.20	4.20	4.20	4.20
Рабочая скорость, км/час	10-15
Транспортная скорость, км/час	до 40
Производительность, га/час	8-12	9-14	12-18	14-21	16-25	19-28
Масса машины, кг	5150	6200	7700	9200	10800	12300

Все, кто работают в сельском хозяйстве и занимаются растениеводством, знают, что для получения быстрых и равномерных всходов любые посевы необходимо прикатывать. Для прикатывания посевов часто используют кольчато-шпоровые катки, которые состоят из одной или нескольких батарей, включающих валы смонтированные в подшипниковых узлах, на которых в шахматном порядке через распорные втулки установлены кольчато-шпоровые диски. Эти катки обеспечивают прикатывание 60-70% поверхности засеянного поля практически без образования на этой поверхности рыхлого слоя почвы, а оставшаяся часть поверхности  остается не прикатанной.

В прикатанной почве образуется капиллярная скважность, которая  обеспечивает подвод влаги к семенам не только со стороны семенного ложа, но и со стороны прикатанной над семенами почвы, создавая тем самым оптимальные условия для прорастания и всходов. Образованная в почве, закрывающей семена после прикатывания, капиллярная скважность кроме подвода влаги к семенам осуществляет также подвод её к поверхности поля, где почва и воздух в дневное время нагревается выше 50°С, что приводит к быстрому испарению этой влаги, пары которой подхватываются восходящими потоками нагретого воздуха и уносятся в атмосферу. Если поле имеет достаточно большой размер, то образуемые восходящие потоки нагретого воздуха препятствуют заходу над ним дождевых туч, что исключает возможность выпадения дождевых осадков, чем усиливается засуха.

В той части поля, где почва не была прикатана, семена лежат в рыхлой почве и не имеют достаточных контактов с ней, прорастают гораздо позже. Таким образом, применение для прикатывания посевов орудий выше указанной конструкции приводит к неравномерным всходам семян и к большим потерям почвенной влаги.

Последнее время хозяйства для прикатывания посевов все чаще приобретают широкозахватные катки, рабочие секции которых состоят из батарей, на валах которых установлены колеса с неровной поверхностью и зубчатые диски, обеспечивающие хоть и неровно, но полное прикатывание поверхности засеянного поля до образования в  почве капиллярной скважности, а зубчатые диски осуществляют некоторое рыхление.

Из-за малой ширины и высоты зубчатых дисков  можно допустить, что вся поверхность засеянного поля прикатана и все семена находятся в оптимальных для прорастания условиях, но в этом случае капиллярная скважность  в прикатанной почве будет не только подводить почвенную влагу к поверхности семян, но и выводить ее на поверхность поля, где в дневное время на поверхности почвы воздух и верхний слой почвы нагреваются выше 50°С.

Это приводит к быстрому испарению почвенной влаги и подтягиванию на ее место другой. Так как  нагретый воздух  устремляется вверх, над таким полем также формируются устойчивые восходящие потоки воздуха, которые подхватывают пары почвенной влаги и уносят их в атмосферу. Можно сказать, что мы сами, стремясь создать оптимальные условия для прорастания и всходов семян, искусственно сформировали «солнечный насос» по выкачиванию влаги из почвы, мало того, как было отмечено выше, если засеянное поле достаточно велико, то формируемые восходящие потоки препятствуют заходу над этим полем дождевых туч, чем исключается возможность естественного полива этих посевов. И пока всходы посеянных растений не закроют своей зеленой массой всю поверхность поля, выпадение дождевых осадков на них практически невозможно. Таким образом, кольчато-зубчатые катки позволяют практически полностью прикатывать поверхность засеянного поля, обеспечивая оптимальные условия для прорастания и всхода семян, но они никак не обеспечивают сохранность в почве почвенной влаги, а наоборот, создают условия для ее активного вытягивания из почвы и  испарения. Если в почве влаги недостаточно, то полученные равномерные всходы в последующем могут просто засохнуть недождавшись формирования условий, при которых над данным полем, возможно, выпадение дождевых осадков.

Для прикатывания посевов в широкозахватных пневматических сеялках обычно используются обрезанные металлические диски или резиновые шины, которые также прикатывают почву, находящуюся над семенами, создавая те же условия, при которых потери влаги из почвы не уменьшаются. Одним из вариантов обеспечивающих резкое снижение испарения влаги с поверхности засеянных и прикатанных полей является образование рыхлого и вспушенного слоя почвы над прикатанной. Рыхлая почва не имеет капиллярной скважности, что исключает подвод почвенной влаги к поверхности поля, чем значительно уменьшается ее испарение, а наличие большого количества воздуха между частицами почвы резко снижает ее теплопередачу следовательно и исключает не только перегрев, но и резкий нагрев более глубинных слоев почвы.

Рекомендуемая глубина посева зерновых культур составляет 5-6 см, если обеспечить подповерхностное прикатывание посевов слоем почвы в 1-2 см, то поверхностный слой составит 3-5 см, который можно дополнительно измельчить, разрыхлить, вспушить и ровным слоем распределить по поверхности засеянного поля. Это не только обеспечит резкое  снижение испарение влаги из почвы, но и создаст условие для осуществления процесса «сухого полива» или атмосферной ирригации.

Атмосферная ирригация происходит в результате воздухообмена между почвой и воздухом и разности их температур, которая в дневное время может достигать 16°С и более, так при воздухообмене 1м³ воздуха может конденсироваться в почве от 30 до 60г росы. Имеются данные, что создание в почве условий для протекания атмосферной ирригации позволит увеличить урожайность зерновых культур от 2-х до 3,5 раз (см. Новая система земледелия, Овсинский И.Е.,1899 г. или перепечатка 2003 г. Новосибирск, а также. Систем биологического земледелия, профессор Конев А.А., Новосибирск  2004 г.)

В Научно-производственной фирме «Агромаш» разработан специальный многозаходный винтовой каток, который позволяет выполнять указанные выше требования по подповерхностному прикатыванию почвы над посевами с  одновременным дополнительным измельчением и вспушиванием поверхностного слоя почвы, а также вычесыванием из него с укладкой на поверхности поля пожнивных остатков и сорняков.

На базе этого катка созданы широкозахватные орудия, которые можно использовать как в агрегате с широкозахватными сеялками, так и самостоятельно в агрегате с тракторами. Предприятием выпускаются широкозахватные гидрофицированные орудия с шириной захвата от 9.0 м до 27.0 м. Могут также поставляться отдельно катки шириной от 1.2м до 3.0 м.

На рисунке представлен один из вариантов широкозахватного орудия с винтовыми катками. Агрегат состоит из рамы 1, которая опирается на центральные опорные колеса 4. На раме шарнирно закреплен центральный поворотный брус 2, к которому через крестовины крепятся боковые поворотные брусья 3. В развернутом положении боковые брусья опираются на рабочие колеса 5, в сложенном на транспортные колеса 6. Для фиксации брусьев агрегата в рабочем положении служат растяжки 7 с автоматическими замками.

На брусья сцепки установлены кронштейны 8 с винтовыми катками 9. Конструкция кронштейнов позволяет ступенчато изменять угол установки катков к направлению движения и плавно регулировать величину опускания катков. Винтовой каток выполнен из полосы, спирально навитой под углом к оси. Благодаря этому каток можно использовать как прикатывающее орудие для посевов, так и как орудие для боронования.

а) установка катка для прикатывания

б) установка катка для рыхления

Описанные выше агрегаты можно успешно использовать не только для прикатывания посевов, но и для ранневесеннего боронования с одновременным формирование семенного ложа, где они обеспечивают снижение испарения влаги из почвы при ее достаточности, а при ее нехватке создают условия для накопления влаги из воздуха в результате атмосферной ирригации. Орудия также можно использовать для послеуборочного боронования почвы, где они разрыхляя и вспушивая поверхностный слой почвы создают условия для осеннего накопления в почве влаги и прорастания семян сорняков и падалицы, которые затем с наступлением отрицательных температур гибнут.

Комбинированный почвообрабатывающий агрегат (борона плюс винтовой каток)

Рынок сельскохозяйственной техники предлагает большое количество разнообразных конструкций зубопружинных борон и прикатывающих катков, но агрегатов, которые бы включали в свою конструкцию одновременно зубопружинные бороны и катки – нет. Разработанный в Научно-производственной фирме «Агромаш» многофункциональный комбинированный почвообрабатывающий агрегат оснащен зубопружинной бороной и катками, которые могут использоваться как совместно, так и раздельно.

Предлагаемый агрегат предназначен для выполнения ранневесеннего боронования:

• подготовки семенного ложа перед посевом,
• послеуборочного провоцирования всходов семян сорняков и падалицы,
• в комплексе с широкозахватными посевными агрегатами, например: производимых фирмой «Moris» (Канада) и предприятием ООО «Агро» (Россия г. Кемерово) и т.д. или как самостоятельный агрегат для заделки посевных борозд, выравнивания поверхности засеянного поля с одновременным подповерхностным прикатыванием посевов и разрыхлением со вспушиванием поверхностного слоя почвы с вычесыванием и укладкой на поверхность поля пожнивных остатков и сорняков.

Борона-каток БК-12,5 состоит из следующих узлов: дышла 1, центральной рамы 2, бруса подъема борон 3, бруса крыла левого 4, бруса крыла правого 5, транспортных колес 6, технологических колес 7, рычага подъема крыла 8, гидроцилиндра 9, опорной стойки 10, штанг крыла 11, штанг центральной рамы 12, борон 13, винтовых катков крыльев 14, блока винтовых катков центральной секции 15.

На секциях борон 13 подвижно закреплены оси с парными пружинными зубьями. Угол наклона пружинных зубьев изменяется от 0º до 70º к вертикальной плоскости. Винтовые катки 14, 15 установлены на продольных брусьях через параллелограммные механизмы с талрепами, позволяющими регулировать высоту установки катков.

Процесс перевода почвообрабатывающего агрегата из рабочего положения в транспортное проходит в следующей последовательности: подается масло от гидравлической системы трактора в гидроцилиндры 9 агрегата, которые выдвигающимися штоками вначале поднимают раму 2 до упора в ограничители, затем через рычаги подъема 8  начинают поворачиваться левый 4 и правый 5 брусья, поднимая вверх секции борон 13 и винтовые катки 14. При этом поднимается брус 3, на которой подвешены средние секции борон 11. Подъем производится до полного выдвижения штоков гидроцилиндров 9, затем устанавливаются стопорные пальцы в ограничительных стойках и рычагах подъема 8. Перевод агрегата в рабочее положение проводится в обратном порядке.

Агрегат работает следующим образом. В процессе движения почвообрабатывающего агрегата по поверхности засеянного поля парные пружинные зубья бороны заделывают посевные борозды, измельчают почву и выравнивают поверхность поля. Перемещающиеся за бороной винтовые катки 14, 15, установленные под определенным углом и на требуемую глубину талрепами, производят подповерхностное прикатывание почвы над семенами, прижимая их к семенному ложу, а почву, которая выше прикатанной поверхности, вспушивают с дополнительным измельчением и вычесыванием из нее сорняков и пожнивных остатков с укладкой их на поверхность обработанного поля. Таким образом, для семян создаются оптимальные условия для подвода к ним почвенной влаги и их прорастания, а формируемый над прикатанной почвой поверхностный вспушенный слой почвы и пожнивных остатков существенно снижает испарение почвенной влаги.

При использовании агрегата для послеуборочного провоцирования всходов семян сорняков, а также падалицы пружинные зубья бороны в процессе движения по полю взрыхляют почву, заделывая тем самым семена сорняков и падалицы, а движущиеся за бороной винтовые катки прикатывают взрыхленную почву, обеспечивая оптимальные условия для их всходов.

При наступлении осенних заморозков эти растения гибнут. Так можно уничтожить до 70% семян сорняков, которые могли бы в следующий сезон прорасти. Этот же агрегат можно использовать для подготовки семенного ложа перед посевом и обработки паров с целью очистки их от семян сорняков, накопленных в почве, но при этом всходы сорняков необходимо уничтожать механическим или химическим способами.

Технические характеристики БК-12

Наименование показателя	Единица измерения	Значение
Тип агрегата		прицепной
Ширина захвата	м	12,5
Глубина подповерхносно прикатанной почвы	см	1-4
Глубина рыхления почвы	см	8
Габаритные размеры в рабочем положении:
Длина	м	10,3
ширина	м	12,5
высота	м	1,95
в транспортном положении:
Длина	м	10,3

ширина	м	5,7
высота	м	5,4
Рабочая/транспортная скорость	км/ч	10-15/30
Производительность, не менее	га/час	10 – 15
Масса машины	кг	6000 ±100
Класс тяги трактора	тс	3-4