Стан та перспективи розвитку знарядь для лущення та ультрамілкого обробітку ґрунту

Кліматичні зміни впродовж останніх десятиліть створили серйозні виклики для стабільного та високопродуктивного землеробства. Одним із ключових завдань є накопичення вологи та ефективне збереження її в ґрунті після збирання ранніх зернових, особливо в посушливих регіонах. 

Успішне вирішення цієї проблеми значною мірою визначається конструкційними особливостями робочих органів. Вони мають забезпечувати якісне підрізання бур’янів, рівномірне подрібнення та розподіл пожнивних решток на поверхні ґрунту, а також стабільність глибини ходу.

Сучасні ґрунтообробні машини потребують удосконалення за критеріями енергоощадності, зносостійкості, продуктивності та універсальності щодо роботи в різних умовах. Тому наукове обґрунтування конструкційно-технологічних особливостей робочих органів для лущення та ультрамілкого обробітку ґрунту є актуальною проблемою, розв’язання якої сприятиме розвитку ресурсоощадних систем землеробства.

Технологічна роль лущення та ультрамілкого обробітку ґрунту

Одним із найважливіших завдань сучасного землеробства є збереження родючості ґрунтів та накопичення запасів вологи в них в умовах посушливих регіонів. У цьому контексті, лущення стерні та ультрамілкий обробіток ґрунту посідають ключове місце як базові операції в технологіях мінімального обробітку ґрунту. 

Лущення ґрунту - це агротехнічний прийом, який виконується одразу після збирання врожаю в спосіб підрізання бур’янів, розпушування ущільненого верхнього шару, часткового заробляння пожнивних решток і стимулювання проростання падалиці. Основна глибина лущення становить 6-10 см, а іноді досягає 12 см залежно від типу знаряддя та умов поля. Його головна мета - створення оптимальних умов для накопичення та збереження вологи. 

За ультрамілкого обробітку ґрунту глибиною 2-5 см має місце руйнування поверхневої кірки, покращення газообміну та формування мульчованого шару, що перешкоджає випаровуванню вологи. На відміну від глибшого обробітку цей прийом практично не порушує структури орного горизонту, зберігаючи природні макро- й мікропористість ґрунту. 

Лущення та ультрамілкий обробіток також сприяють поступовому накопиченню гумусу, оскільки мульча перетворюється на органічну речовину, що збагачує верхній шар ґрунту. Унаслідок формується мульчований горизонт із підвищеним умістом органічної речовини, який поліпшує структуру та підвищує водопроникність. 

Ефективне виконання ультрамілкого обробітку ґрунту забезпечує рівномірність проростання насіння, оскільки мульчований шар стабілізує температуру та вологість ґрунту. Це особливо важливо в умовах посушливих регіонів, де втрати вологи навіть у верхніх 2¬ 3 см ґрунту можуть істотно вплинути на схожість культур. 

Отже, технологічна роль лущення й ультрамілкого обробітку полягає не лише в механічній дії на поверхневий шар, а й у регулюванні водного, повітряного та теплового режимів ґрунту, що забезпечує оптимальні умови для росту сільськогосподарських культур та сталий розвиток агроекосистем. 

На сучасному етапі перед аграрною наукою стоїть актуальне питання збереження вологи в ґрунті, особливо протягом літнього періоду в посушливих регіонах. Успішне вирішення цього питання дасть змогу вчасно проводити сівбу озимих культур та забезпечити можливість інтенсивного проростання їхнього насіння та розвитку рослин. 

Досягти ефективного збереження вологи допомагає ультрамілкий обробіток ґрунту завдяки руйнуванню поверхневої кірки. Окрім того, за ультрамілкого обробітку ґрунту має місце підрізання бур’янів, зменшення питомих витрат пального, а також створюється мульчований шар, що стабілізує температуру та вологість ґрунту. Виконують цю технологічну операцію знаряддями, що обладнані спеціальними робочими органами, які мають різні форми конструкційного виконання.

Аналіз сучасного ринку технічних засобів

На ринку України представлена значна номенклатура технічних засобів для лущення та ультрамілкого обробітку ґрунту як вітчизняних виробників, так і світових брендів. Найбільш розповсюдженими є дискові робочі органи, проте також застосовуються зубові органи на ланцюговому з’єднанні, котки-подрібнювачі та ободоподібні ротаційні органи.

Таблиця 1. Технічні характеристики дискових лущильників

Таблиця 2. Технічні характеристики знарядь для ультрамілкого обробітку ґрунту

Конструктивні особливості та ефективність робочих органів

Коток-подрібнювач Horsch Cultro ТС (рис. 1) забезпечує якісне подрібнення пожнивних решток через те, що вся маса знаряддя припадає на котки. Завдяки цьому можна проводити ультрамілкий обробіток ґрунту не тільки на стерні пшениці, а й на полях після ріпаку, кукурудзи та соняшнику. Висока продуктивність знаряддя досягається завдяки здатності працювати на відносно вищих швидкостях (до 20 км/год).

Рис. 1. Коток-подрібнювач Horsch Cultro TC

Застосування ножових котків дозволяє досягти максимальної продуктивності завдяки високій робочій швидкості, а також забезпечує високу якість подрібнення й мульчування пожнивних решток та їх рівномірний розподіл на поверхні поля. Знаряддя з таким робочим органом можна також застосовувати на подрібненні сидератів. 

Система обробітку ґрунту Кеlly Тіllagе (рис. 2) передбачає використання універсального знаряддя для ультрамілкого обробітку ґрунту, яке подрібнює пожнивні рештки та ефективно розподіляє їх по поверхні поля. Це знаряддя містить дискові робочі органи, установлені на ланцюговому з’єднанні, що дає змогу досягти значної продуктивності за відносно невеликих витрат пального (до 7,7 га/год за витрат пального 2,5-4 л/га), а також використовувати це знаряддя для передпосівного обробітку ґрунту та для загортання сидератів.

Рис. 2. Система обробітку ґрунту Kelly Tillage

Залежно від кількості рослинних решток та бур’янів, а також бажаного ступеня їх подрібнення можна використовувати в конструкції знарядь суцільні сферичні диски (рис. 3), сферичні диски з вирізами на зовнішній кромці (рис. 4), зубчасті диски (рис. 5) та зубові робочі органи на ланцюговому з’єднанні (рис. 6).

Рис. 3. Сферичний диск Рис. 4. Сферичний диск із вирізами на зовнішній кромці Рис. 5. Зубчастий диск

Рис. 6. Зубовий робочий орган на ланцюговому з’єднанні

Кількість збереженої вологи залежить від ступеня збереження рослинних решток на поверхні ґрунту. За результатами дослідження УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого обробіток стерні знаряддям для ультрамілкого обробітку ґрунту КД-4,0 забезпечує значно більшу кількість пожнивних решток на поверхні ґрунту та більш якісне підрізання бур’янів, ніж звичайний дискатор.

Таблиця 3. Порівняльні результати досліджень ефективності обробітку стерні

Культиватор дисковий КД-4,0 (рис. 7) виробництва ТОВ «Краснянське СП «АГРОМАШ» обладнаний робочими органами типу конічного обода, який дає змогу ефективно підрізати стерню, подрібнювати рослинні рештки, утворюючи мульчу, та рівномірно розподіляти її на поверхні поля, забезпечуючи збереження та накопичення вологи в ґрунті. Загальний вигляд ободоподібного робочого органа діаметром 690 мм наведено на рисунку 8.

Рис. 7. Дисковий культиватор КД-4,0

Рис. 8. Ободоподібний робочий орган

Зазначений культиватор можна використовувати для раннього весняного закриття вологи та передпосівного обробітку ґрунту під ранні ярі зернові, технічні та дрібнонасіннєві культури.

Ще одним технічним засобом для ультрамілкого обробітку є Vaderstad Саггіег (рис. 9) із хвилястими дисками. У такому виконанні він може працювати на глибину 2-3 см, забезпечуючи якісний ультрамілкий обробіток ґрунту. Перевагою цього культиватора є спроможність установлювати робочі органи різних форм та розмірів, що забезпечує обробіток ґрунту на глибину від 3 см до 16 см.

Рис. 9. Дисковий культиватор Vaderstad Carrier

Обробіток ґрунту на глибину 2-3 см досягається завдяки хвилястому диску СгоssСutter (рис. 10).

Рис. 10. Диск CrossCutter

Хвилясті диски порівняно зі сферичними дисками забезпечують кращу якість мульчування та меншу глибину обробітку. Це особливо стає вагомим за великої кількості решток після таких культур, як ріпак, кукурудза та соняшник. Обробіток ґрунту здійснюють на швидкості до 20 км/год. 

Висновки