Сельское хозяйство / 2. Механизация сельского хозяйства

К.т.н. Курач А. А.

«Казахский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства», Костанайский филиал

г. Костанай, Казахстан

Результаты производственной оценки широкозахватной зубовой цепной бороны

В северном регионе Казахстана одним из главных факторов, лимитирующих и определяющих урожайность яровых зерновых культур, является запас почвенной влаги к моменту посева, формирующийся за счет осенних, зимних и весенних осадков. При этом, весной между достижением почвой физической спелости и началом посевных работ во второй половине мая проходит две-три недели, в течение которого происходит существенная потеря почвенной влаги испарением, особенно в сухие и острозасушливые годы, когда весной наряду с с превышением среднемноголетней суммы эффективных температур полностью отсутствуют продуктивные осадки. Высокая зависимость от климатических условий заставляет сельхозпроизводителей применять влагоресурсосберегающие технологии, обеспечивающих лучшее сохранение почвенной влаги в допосевной период. В таких технологиях обработка почвы сводится к минимуму, поэтому основная роль в сохранении влаги отводится растительным остаткам, оставляемым на поверхности полей. Но при средней урожайности зерновых культур 12 ц/га, с колебаниями от 3-5 ц/га в засушливые годы, до 17-20 ц/га в увлажненные, стерня и разбросанная солома не обеспечивают полного покрытия поверхности, что способствует образованию почвенной корки и трещин, через которые испаряется почвенная влага [1].

В последние годы многие хозяйства вновь, после советского периода, стали применять ранневесеннее боронование полей (закрытие влаги), которое является эффективным агротехническим приемом сохранения влаги в допосевной период, особенно на полях, обработанных с осени. Исследования Костанайского НИИ сельского хозяйства подтверждают его эффективность и в условиях новых влагоресурсосберегающих технологий [1, 2].

Для закрытия влаги используют различные орудия. Так, на чистых парах и полях, обработанных с осени, с малым количеством стерни, применяют зубовые бороны БЗТС-1 и БЗСС-1, на необработанных стерневых фонах - бороны-мотыги БИГ-3А и БМШ-15, средние и тяжелые бороны с пружинными зубьями и, в последние 3-4 года, зубовые цепные бороны [3]. Последние получают все большее распространение, так как обеспечивают приемлемое качество обработки при достаточно низких эксплуатационных затратах. Благодаря простоте конструкции зубовые цепные бороны производятся не только предприятиями России и Казахстана, но и изготавливаются самостоятельно хозяйствами. Однако рабочие органы таких борон отличаются удельным весом цепей, количеством и размерами зубьев, поэтому применение их не всегда эффективно.

В Костанайском филиале «КазНИИМЭСХ», с учетом производственного опыта, разрабатывается зубовая цепная борона к тракторам класса 5 шириной захвата 24 м. В отличие от существующих борон, в ее конструкции используется более тяжелая цепь, что позволяет работать при большей твердости почвы. Кроме того, если у аналогов рабочие органы расположены в два ряда «ромбом», ее рабочие органы размещены обратным клином в два параллельных ряда, что снижает транспортные габариты по ширине и высоте. В положение транспорта новая борона переводится аналогично лущильнику ЛДГ-15.

В 2017 году на полях Карасуского района Костанайской области были проведены производственные испытания экспериментального образца ротационной зубовой цепной бороны в агрегате с трактором К-744Р1 на ранневесеннем бороновании на необработанном стерневом фоне. Оценка агрегата проводилась на необработанном стерневом фоне. За период наблюдений было обработано 1790 га площади. Условия испытаний приведены в таблице 1, они характеризуются как типичные для зоны.

Рисунок – Экспериментальный образец широкозахватной ротационной зубовой цепной бороны

Таблица 1 - Условия проведения производственных испытаний

Показатели	Слои почвы, см
	от 0 до 5 вкл.	св. 5 до 10 вкл.	св. 10 до 15 вкл.
Влажность почвы, %	19,8…21,5	22,6…23,5	24,2…27,2
Твердость почвы, МПа	0,61…0,92	1,25…1,42	1,32…1,51
Тип почвы, механический состав	чернозем южный, тяжелый суглинок
Пожнивных остатков, г/м^2	172,2

Результаты производственных испытаний экспериментального образца бороны представлены в таблице 2. Из таблицы 2 следует, экспериментальный образец выполняет технологический процесс ранневесенней обработки почвы с требуемым качеством. Так, при средней скорости движения агрегата 15,1 км/ч средняя глубина обработки составила 4,7 см при коэффициенте вариации глубины 16,8%, что удовлетворяет требованиям нормативной документации – соответственно 4,0…5,0 см и не более 20,0%. При этом рабочие органы бороны разрушают до 82,0% почвенной корки и обеспечивают хорошее мульчирование поверхностного слоя – крошение почвы составляет 85,2%, что также соответствует агротехническим требованиям – не менее 75,0 и 80% соответственно. В процессе работы рабочие органы бороны перераспределяют растительные остатки по площади поля, сохраняя при этом до 83,6% стерни на поверхности, что также удовлетворяет агротребованиям - после прохода должно оставаться не менее 80,0% стерни. Борона хорошо выравнивает поверхность поля – после прохода гребнистость составляет 2,2 см, что не превышает допустимых значений (по нормативной документации – не более 3,0 см).

Таблица 2 – Результаты производственных испытаний экспериментального образца широкозахватной ротационной зубовой цепной бороны в агрегате с К-744Р1

Показатели	Значения показателей по:
	НД	данным испытаний
Рабочая скорость, км/ч	10…15	15,1
Рабочая ширина захвата, м	-	24,1
Средняя глубина обработки, см	4…5	4,7
Коэффициент вариации глубины обработки, %	≤ 20,0	16,8
Разрушение почвенной корки, %	≥75,0	82,0
Крошение почвы (фракций до 25 мм), %	≥80,0	85,2
Сохранение стерни, %	≥80,0	83,6
Гребнистость поверхности после прохода, см	≤3,0	2,2
Тяговое сопротивление орудия, кН	-	33,0
Удельное тяговое сопротивление, кН/м	-	1,4
Мощность, потребляемая орудием, кВт	-	138,3
Удельные энергозатраты орудия, МДж/га	-	13,7
Производительность за 1 ч времени, га:
основного	-	36,3
сменного	-	28,1
эксплуатационного	-	26,8
Коэффициенты:
- надежности технологического процесса	≥0,99	0,99
- использования сменного времени	≥0,80	0,77
- использования эксплуатационного времени	≥0,75	0,74
Эксплуатационный расход топлива, кг/га	-	1,5

Энергетическая оценка экспериментального образца бороны показала, что при агрегатировании с трактором К-744Р1 класса 5 на скорости 15,1 км/ч устойчиво выполняется технологический процесс обработки почвы. Тяговое сопротивление бороны составило 33,0 кН, что не превышает тягового усилия трактора при данном скоростном режиме. Мощность, потребляемая бороной составила 138,3 кВт, удельные энергозатраты – 13,7 МДж/га.

Эксплуатационно-технологическая оценка агрегата проводилась в течение трех смен продолжительностью 18,5 ч основного времени работы. За этот период обработано 670 га. Выполненная оценка показала, что производительность экспериментального образца бороны с трактором К-744Р1 при скорости движения 15,1 км/ч составила 36,3 га за 1 ч основного времени. Установлено, что борона устойчиво выполняет технологический процесс, практически без забиваний, коэффициент надежности технологического процесса составил 0,99, что соответствует требованиям нормативной документации. Коэффициенты использования сменного и эксплуатационного времени составили ниже нормативных, что связано с недостаточной отработкой процесса перевода бороны в рабочее и транспортное положения, а также рядом технических отказов. Удельный эксплуатационный расход топлива составил 1,5 кг/га, что сопоставимо с расходом топлива агрегатов аналогичного назначения.

Работы по созданию широкозахватной ротационной зубовой цепной бороны продолжаются, при этом результаты исследований и производственных испытаний экспериментального образца бороны будут учтены и использованы при разработке опытного образца бороны и последующего предоставления его на приемочные испытания.

Литература:

1. Шилов М.П., Гавриленко К.А. Влияние приемов ранневесеннего боронования на сохранение влаги в сберегающем земледелии Северного Казахстана / Materialy XI miedzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji. Naukowa przestren Europy - 2015. 7-15 kwietnia 2015. Volume 24. Przemysl. – C. 24-28.

2. Суходолец В. Боронование и сберегающее земледелие: что эффективнее? // Агрорынок – 2016. - №5(38). – С.8.

3. Басаревский А.Н. Техническое обеспечение ресурсосберегающей технологии ранневесеннего закрытия почвенной влаги // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2013. - № 5. - С. 32-33.