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

К вопросу выбора техники для ранневесеннего боронования в Северном Казахстане

Северные регионы Казахстана, основные производители зерна пшеницы, находятся в зоне рискованного земледелия из-за дефицита почвенной влаги. Основным источником влаги являются атмосферные осадки, количество которых составляет от 300 до 350 мм на севере до 185-195 мм на юге. Половина осадков приходится на теплый период года, с максимумом, в основном, в июле, но они не обеспечивают потребности возделываемых сельскохозяйственных культур в продуктивной влаге [1]. Поэтому, основным фактором, лимитирующим и определяющим урожайность, является запас почвенной влаги до посева, образующийся за счет осенних, зимних и весенних осадков. Следует отметить, что весной между таянием снега, достижением почвой физической спелости и началом посевных работ во второй половине мая проходит достаточно продолжительный период, в течение которого происходит значительная потеря почвенной влаги испарением.

В новых технологиях возделывания зерновых культур, в которых обработка почвы сводится к минимуму, основную роль в сохранении почвенной влаги должны играть стерня и растительные остатки, оставляемые на поверхности. Однако при средней урожайности 10-15 ц/га пока не наблюдается существенного накопления растительных остатков.

Указанное объясняет возросший интерес многих сельхозпроизводителей Северного Казахстана к ранневесеннему боронованию (закрытию влаги), которое является эффективным агротехническим приемом сохранения влаги в допосевной период, особенно на полях, обработанных с осени. Оно проводится весной по мере достижения физической спелости почвы и предусматривает рыхление поверхностного слоя на глубину 4-5 см и выравнивание поверхности с максимальным оставлением растительных остатков на поверхности. Просохший поверхностный слой с разрушенными капиллярными связями и растительные остатки на поверхности поля существенно уменьшают испарение влаги из нижних слоев почвы.

В советский период ранневесеннее боронование являлось обязательной операцией и выполнялось на стерневых фонах игольчатыми боронами БИГ-3А и боронами-мотыгами БМШ-15 [2], сейчас же сельхозпроизводители сами выбирают технику для этой операции.

В настоящее время в хозяйствах используют, в зависимости от условий, зубовые бороны «зиг-заг» БЗТС-1 и БЗСС-1, игольчатые бороны БИГ-3А и бороны-мотыги БМШ-15, средние и тяжелые бороны с пружинными зубьями («Striegel») производства дальнего и ближнего зарубежья и зубовые цепные бороны российского производства [3]. Данные орудия имеют различные рабочие органы и конструкцию, поэтому отличаются качеством выполнения технологического процесса и технико-эксплуатационными показателями. Сведения об их работе, встречающиеся в литературе, не всегда объективны и зачастую носят рекламный характер.

Следует отметить, что зубовые бороны БЗТС-1 и БЗСС-1 на стерневых фонах забиваются стерней и пожнивными остатками, теряя работоспособность, поэтому их применяют только на полях, обработанных с осени с очень редким стерневым покровом или на чистых парах.

В Костанайском филиале «КазНИИМЭСХ» проведена сравнительная оценка типичных представителей орудий, широко применяемых на ранневесеннем бороновании стерневых фонов в Казахстане, для выявления их реальных показателей.

Оценивалась работа следующих агрегатов:

- 1 вариант - трактор К-701 + сцепка СП-16 + 5 игольчатых борон БИГ-3А. Рабочими органами борон являются 11 зубовые игольчатые диски, собранные в четыре батареи и установленные под углом атаки в два ряда по схеме «тандем»;

- 2 вариант - трактор К-701 + тяжелая борона с пружинными зубьями БСП-21 «Деметра» (г. Омск, Россия).Рабочие органы бороны - пружинные двойные зубья длиной 600 мм и диаметром сечения 14 мм, установленные под регулируемым углом к вертикали в пять рядов;

- 3 вариант - трактор МТЗ-80 + борона зубовая цепная БЦД-12 (г. Омск, Россия). Рабочими органами бороны являются цепи круглозвенные, вращающиеся в подшипниках, на каждом звене которых расположены два противоположно направленных зуда круглого сечения с конусовидной заточкой длиной 60 мм, диаметром сечения 20 мм и шагом 120 мм. На раме рабочие органы расположены в два ряда «ромбом» с углами атаки 30-35 град. Давление каждого зуба на почву составляет 6,9 кг;

- 4 вариант - трактор МТЗ-1221 + борона зубовая цепная БЗЦ-12 (г. Костанай, КФ «КазНИИМЭСХ», Казахстан). Рабочие органы и их расположение выполнены аналогично предыдущей бороне, но использована более тяжелая цепь с шагом зубьев 96 мм и с давлением зуба на почву 8,2 кг.

Оценка проводилась на стерневом поле, почва - южный чернозем, тяжелосуглинистый, влажность и твердость почвы в слое 0-5 см составляли соответственно 17% и 0,98 МПа, количество стерни и пожнивных остатков – 146 г/м².

Результаты оценки бороновальных агрегатов приведены в таблице 1. Из таблицы следует, что в указанных почвенных условиях глубину обработки, соответствующую агротехническим требованиям (АТ), обеспечивают только зубовые цепные бороны БЦД-12 и БЗЦ-12. Игольчатые бороны БИГ-3А работают излишне глубоко - 7,4 см, а борона с пружинными зубьями БСП-21 при средней твердости слоя 0-5 см 0,98 МПа не обеспечивает требуемой глубины - 3,3 см против 4-5 см по АТ. Наилучшую устойчивость по глубине обеспечивает борона БЗЦ-12, коэффициент вариации глубины обработки у нее 18,0% против 24,3-30,3% у других орудий.

Таблица 1 - Технико-эксплуатационные показатели бороновальных агрегатов

Показатели	Агротребования	К-744Р1 + 5 БИГ-3А	К-744Р1 + БСП-21	МТЗ-80 + БЦД-12	МТЗ-1221 + БЗЦ-12
Рабочая ширина захвата, м	–	14,6	20,5	11,5	11,6
Рабочая скорость, км/ч	10 - 15	10,4	11,5	12,6	14,6
Глубина обработки, см	4 - 5	7,4	3,3	4,1	5
Коэффициент вариации глубины обработки, %	≤ 20	24,3	30,3	29,3	18,0
Крошение почвы, %	≥ 80	89,2	72,1	82,3	85,1
Разрушение почвенной корки, %	≤ 75	90,2	85,4	80,7	82,9
Сохранение стерни, %	≥80	72,0	90,1	87,5	84,1
Удельное тяговое сопротивление, кН/м	–	3,4	2,4	0,8	0,9
Удельная мощность, потребляемая орудием, кВт/м	–	10,0	7,8	2,9	3,9
Удельные энергозатраты, МДж/га	–	34,5	24,5	8,3	9,7
Удельная производительность за 1 ч основного времени, га/ч·м	–	1,0	1,2	1,3	1,5
Удельный расход топлива, кг/га	–	3,3	2,1	1,0	1,2

Требуемое крошение почвы (содержание фракций почвы размером 1-25 мм в слое 0-5 см) обеспечивают бороны БИГ-3А, БЦД-12 и БЗЦ-12, борона БСП-21 из-за малой глубины хода зубьев не удовлетворяет агротребованиям. Разрушение почвенной корки, соответствующее АТ, обеспечивают все бороны. Удовлетворяющее агротребованиям сохранение стерни обеспечивают борона с пружинными зубьями и зубовые цепные бороны на уровне 84,1-90,1%, а игольчатые бороны из-за большой глубины обработки чрезмерно заделывают стерню и растительные остатки в почву, у них сохранение стерни только 72,0% против требуемых 80%.

Энергетическая оценка показала, что более низкое удельное тяговое сопротивление имеют зубовые цепные бороны БЦД-12 и БЗЦ-12 - 0,8-0,9 кН/м, против 3,4 кН/м у бороны БИГ-3А и 2,4 кН/м у БСП-21, что связано с различным способом взаимодействия рабочих органов с почвой. Соответственно, удельная мощность, потребляемая зубовыми цепными боронами 2,9-3,9 кВт/м меньше, чем у игольчатой (10,0 кВт/м) и пружинной (7,8 кВт/м) борон в 2,0-3,4 раза. Аналогичная ситуация и с удельными энергозатратами на выполнение технологического процесса - наиболее низкие они у зубовых цепных борон 8,3-9,7 МДж/га, что в 2,5-4,2 раза меньше, чем у игольчатой и пружинной борон.

Наиболее высокая удельная производительность за 1 ч основного времени (на 1 м рабочей ширины захвата) имеют зубовые цепные бороны, так как у них более высокие рабочие скорости 12,6-14,6 км/ч, против 10,4 км/ч у БИГ-3А и 11,5 км/ч у БСП-21. Также у борон БЦД-12 и БЗЦ-12 более низкий удельный расход топлива 1,0-1,2 кг/га.

Таким образом, результаты оценки различных агрегатов на ранневесеннем бороновании показали, что качество обработки, удовлетворяющее агротехническим требованиям, обеспечивают зубовые цепные бороны БЦД-12 и БЗЦ-12, при этом у них более высокая удельная производительность и более низкие удельный расход топлива и удельные энергозатраты на выполнение технологического процесса, чем у игольчатых борон БИГ-3А и бороны с пружинными зубьями БСП-21. При этом борону БЦД-12 лучше применять на легких и средних по механическому составу почвах, а борону БЗЦ-12 с более высоким давлением зуба на почву - на средних и тяжелых почвах.

Литература:

1 Двуреченский, В.И. Селекция и технология возделывания зерновых и кормовых культур в Северном Казахстане / В.И. Двуреченский // Кокшетау: КНИИСХ, 2007. -150 с.

2 Чултуров, Ш.М. Рекомендации по системе ведения сельского хозяйства. Кустанайская область / Ш.М. Чултуров // Алма-Ата: Кайнар, 1979. –393 с.

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