Дерепаскин А. И., Полищук Ю.В., Куваев А. Н., Токарев И. В.

Костанайский филиал ТОО «Казахский научно-исследовательский
институт механизации и электрификации сельского хозяйства»,
г. Костанай, Республика Казахстан

ОСНОВНАЯ ОБРАБОТКА УПЛОТНЕННЫХ ПОЧВ
СЕВЕРНЫХ РЕГИОНОВ КАЗАХСТАНА

Почвенный покров северных зерносеющих регионов Республики Казахстан представлен в основном черноземами, каштановыми, карбонатными и солонцовыми почвами тяжелого и среднего механического состава, с низким содержанием гумуса. Такие почвы слабо впитывают атмосферные осадки, склонны к самоуплотнению и к образованию глыбистой структуры. Зимние осадки, после таяния снега, не впитываются в пахотный слой из-за его переуплотнения и образования глыбистой структуры, стекаются и собираются в понижениях, образую лиманы и озера.

Ситуация усугубляется повсеместным сокращением механических разноглубинных обработок при слабом накоплении измельченных пожнивных остатков на поверхности поля. По результатам исследований ученых НПЦ «КазНИИЗХ» им. А.И.Бараева мульчирующий защитный слой на поверхности поля в условиях республики начинает работать при накоплении измельченной массы от 3 до 5 тонн на гектаре. Для накопления такой массы требуется длительный период и высокая урожайность зерновых культур [1].

Обилие зимней и весенней влаги в верхнем рыхлом горизонте почвенного слоя и резкое повышение температуры в начале лета способствуют образования уплотненного слоя на глубине ниже 10 см. Создается своеобразный почвенный экран в виде уплотненного слоя, который не пропускает влагу и корни растений в нижележащие почвенные слои и препятствует подтоку к корням влаги с нижних горизонтов.

В летний период выпадающие осадки быстро впитываются в маломощный поверхностный слой, не проникая в нижние почвенные слои. Под действием ветра и солнца поверхностный слой быстро пересыхает, что способствует возникновению воздушной и почвенной засухи в начальный период вегетации.

Значительные площади полей зерносеющих хозяйств северного региона республики географически расположены в зоне Тургайской впадины и прилегающих территориях, в зоне активной ветровой деятельности. Поэтому большинство полей имеют уклоны определенной крутизны, а для проведения обработок стерневых и паровых полей рекомендуется использовать орудия, позволяющие максимально сохранить стерню и пожнивные остатки и создать мульчирующую ветроустойчивую поверхность.

Бурное весеннее половодье способствует уходу талых вод вниз по склону, что приводит к потере почвенной влаги, к образованию озер и лиманов и к возникновению водной эрозии.

Все эти факторы свидетельствуют о необходимости, проведения глубоких механических обработок стерневых и паровых полей в особенности в системе органического земледелия. Однако выполнить основную обработку существующими орудиями с высоким качеством не представляется возможным из-за неудовлетворительного состояния обрабатываемого слоя в летний и осенний период.

По нашим наблюдениям состояние стерневого фона на средних по механическому составу черноземных почвах в осенний период характеризуется высокой твердостью и плотностью почвенных слоев ниже 10 см. При влажности 16-19% твердость слоя 10-15 см достигает 4,7 МПа при плотности 1,35 г/см³ и с увеличением глубины твердость и плотность возрастает. Почвенный слой 20-30 см имел твердость 7,1 МПа при плотности 1,6 г/см³

Глубокую безотвальную обработку стерневых фонов рекомендуется проводить на глубину 25-30 см. Основными требованиями по качеству обработки являются сохранность стерни на поверхности поля не ниже 60 %, крошение обрабатываемого слоя с содержанием почвенных фракций до 50 мм не ниже 60%, полное подрезание корнеотпрысковых сорняков, выравненность поверхности с высотой гребней не выше 50 мм.

Имеющиеся в хозяйствах глубокорыхлители ПГ-3-5, ПГ-3-100, ГУН-4, КПГ-250, КПГ-2-150 выполняют требования к качеству обработки на почвах нормальной влажности 18-22% при твердости обрабатываемого слоя не выше 3,5 МПа. Обработка уплотненных почв этими орудиями приводит к снижению качества работы. В первую очередь ухудшается качество крошения обрабатываемого слоя, т.е. образовываются крупные глыбы, по образному определению механизаторов и агрономов, выворачиваются «чемоданы», уничтожается стерня на поверхности поля. Обработанное поле превращается в глыбистую неровную поверхность, на которой, без дополнительных механических обработок, невозможно проводить посев зерновых культур.

На рынке республики имеются машины для основной обработки стерневых фонов ведущих зарубежных машиностроительных компаний и стран СНГ.

Наиболее известными производителями данных машин в странах дальнего зарубежья являются Германия ( Lemken, Аmazone, Vogel&Noot), Франция (Kuhn), США( JohnDeere) и другие.

Основными рыхлящими рабочими органами в орудиях, произведенных в зарубежье, являются так называемые европейские рыхлители, представляющие собой стойку, выполненную по криволинейной траектории с долотом и дополнительными рыхлящими элементами, установленными по обе стороны от стойки. Эти орудия осуществляют полосную обработку, когда зона рыхления смыкается на поверхности поля, но не производится подрезания пласта на глубине хода рабочего органа. Рабочие органы производят нарезку щели шириной до 10 см широким долотом на глубину до 30 см, а почва между стойками дополнительно подрезается лапками, установленными по обе стороны от стойки выше долота под углом относительно дна борозды. Такие рабочие органы удовлетворительно работают на легких по механическому составу почвах. На средних почвах с относительной влажностью до 16 % крошение обрабатываемого слоя составляет не более 30 % при полном уничтожении стерни на поверхности и с образованием глубоких развальных борозд.

Низкое качество обработки уплотненных почв обеспечивают орудия с прямыми или наклонными стойками и рыхлящим долотом по типу ПЧН-2,3, ПЧН-4,5, ПЧ-7ПК и другие.

Проведены исследования, обоснована конструктивно-технологическая схема и основные параметры рабочих органов и орудия в целом и создан рыхлитель для основной обработки уплотненных почв, который при твердости обрабатываемого слоя свыше 4 МПа обеспечивает обработку с требуемым качеством [2]. Рыхлитель для уплотненных почв РСП-4,2 имеет семь рабочих органов плоскорежущего типа шириной захвата каждого 0,6 м, установленных по двухрядной схеме, и прикатывающий прутковый каток диаметром 500 мм. Рыхлитель выполнен в навесном варианте и работает с тракторами 5 тягового класса (рисунок 1).

Рисунок 1 - Рыхлитель для основной обработки уплотненных почв РСП-4,2

Технологический процесс обработки стерневого или парового поля осуществляется следующим образом. Плоскорежущие лапы производят подрезание сорных растений и крошение обрабатываемого слоя на глубину до 35 см. Прутковый прикатывающий каток, установленный за плоскорежущими рабочими органами, дополнительно крошит и выравнивает верхний слой, сохраняя стерню и создавая ветроустойчивую ребристую поверхность при обработке парового поля.

Сравнительная оценка различных орудий показала, что в условиях острой засухи в осенний период 2015-2016 годов, наблюдавшейся в южных районах Костанайской области, все известные орудия ближнего и дальнего зарубежья для основной обработки почвы оказались неработоспособными из-за высокой твердости обрабатываемого слоя. Рыхлитель РСП-4,2 обеспечил качественную обработку стерневых фонов при твердости обрабатываемого слоя до 8 МПа.

Высокое качество обработки стерневых и паровых полей рыхлителем типа РСП-4,2 позволяет обеспечить полное впитывания летних и осенних осадков и талых вод весной. По нашим наблюдениям запасы почвенной влаги в метровом слое по стерне, обработанной рыхлителем типа РСП-4,2, перед посевом достигали 120- 150 мм и были выше в 1,5-2 раза, чем по стерне, обработанной глубокорыхлителем ПГ-3-5. При этом удельный расход топлива оставался на одном уровне.

Таким образом, рыхлитель для основной обработки уплотненных почв РСП-4,2 обеспечивает лучшие показатели качества обработки паровых и стерневых полей по сравнению с лучшими зарубежными аналогами, работоспособен на почвах среднего и тяжелого механического состава с твердостью обрабатываемого слоя до 8 МПа.

Литература:

1 Кененбаев, С.Б. Проблемы и приоритеты научного обеспечения ресурсосберегающего земледелия в Казахстане. Диверсификация растениеводства и No-Till как основа сберегающего земледелия и продовольственной безопасности [Текст] /С.Б. Кененбаев// Сб. докладов международной конференции, посвященной 20-летию независимости Республики Казахстан, 23-24 июня 2011 г. – 2011. – С. –9-16.

2 Дерепаскин, А.И. Современные орудия для обработки солонцовых и малопродуктивных почв [Текст] / А.И. Дерепаскин, Ю.В. Полищук, Ю.В. Бинюков // Земледелие. – 2011, № 1. – С. 26-27.