Машини, які працюють за «смуговому» шляху. Технологія стрип-тілл

Останнім часом усе більшої популярності набуває технологія обробітку ґрунту стрип-тілл (англ. strip — смуга, till — обробіток). Термін strip-till, або «смуговий обробіток», відомий аграрному загалу вже понад десять років. Вважають, що стрип-тілл почався із дослідів американського фермера Джима Кінсела, якого не задовольняла технологія ноу-тілл, що мала недоліки — повільне прогрівання та просушування ґрунту і відповідно пізніші строки сівби.

 

Загальні поняття

Технологія стрип-тілл поєднує в собі переваги та усуває недоліки традиційного й нульового ґрунтообробітку. Суть цієї технології полягає в обробітку смуг завширшки 20–25 см на глибину 20–30 см з одночасним унесенням добрив на різну глибину (рис.) Таким чином приблизно 2/3 всього поля залишаються необробленими, а внесені добрива зосереджуються в місці розвитку кореневої системи рослин. Технологія забезпечує раціональне використання площі поля, чергуючи робочі ділянки ґрунту з тими, які відновлюються. Ширина міжрядь має становити мінімум 45 см (її змінюють залежно від виду сільськогосподарської культури). Усі операції з обробітку ґрунту за технологією стрип- тілл можна виконувати як восени, так і навесні. За смуговою технологією вирощують такі просапні культури, як кукурудзу, сою та соняшник.

Серед основних переваг технології стрип-тілл слід вирізнити кілька:

обробіток ґрунту під сівбу за один прохід техніки, що заощаджує ПММ;

можливість унесення добрив на два рівні глибини, що дає змогу уникнути потреби проведення підживлення рослин як окремої технологічної операції;

дружне проростання насіння та пришвидшена поява сходів завдяки забезпеченню раннього доступу коренів до поживних речовин;

збереження родючості ґрунту і зниження прояву ґрунтової ерозії;

смуга обробленого ґрунту інтенсивніше прогрівається і просихає, що дає змогу раніше виконувати висівання.

Важливими умовами успішного застосування технології стрип-тілл є узгодження робочої ширини міжрядь із розмірами ходової частини трактора та оснащення останнього системою GPS.

Але все ж таки найпоширенішими технічними засобами для осіннього смугового обробітку ґрунту є комбіновані ґрунтообробні агрегати. Як правило, їхня конструкція поєднує функціональні елементи, які складаються з різального диска, пристроїв для очищення рядка від рослинних решток, глибокорозпушувача, диска з прямолінійною або хвилястою крайкою, прикочувальних котків.

Жодна машина для смугового обробітку ґрунту за технологією стрип-тілл ніколи не буде універсальним рішенням для всіх природно- кліматичних зон, які різняться типом ґрунту, кількістю опадів, поширеністю шкідників тощо. Потреба виконувати роботу на великій кількості різних типів ґрунтів і в умовах різних кліматичних зон зумовлює розмаїття пристроїв ґрунтообробітку за технологією стрип-тілл.

Умовно за принципом виконання ключових технологічних операцій можна виокремити два типи стрип-тілл:

відокремлений (коли розмежовано формуються смуги, в які через певний проміжок часу виконують висівання) та

поєднаний (коли формування смуг, внесення добрив і сівба є послідовними і практично нерозривними в часі операціями).

Відповідно до цього ключовими машинами для вирощування культур за відокремленою технологією смугового обробітку є агрегат для формування смуг і сівалка, що має певні особливості роботи в умовах сівби на фоні з наявністю великої кількості рослинних решток. За поєднаного технологічного процесу стрип-тілл використовують або одну ґрунтообробно-посівну машину, або комплексний агрегат (з’єднаний із сівалкою) для одночасного формування смуг і висіву.

Залежно від ступеня впливу на ґрунт, агрегати для технології стрип-тілл можна розподілити на дві основні групи: весняні (легкі) та осінні (середні, важкі або глибокі).

Легкі агрегати використовують навесні для нарізання щілин з одночасним очищенням рядка від рослинних решток та помірним поверхневим розпушуванням ґрунту. Водночас вносять мінеральні добрива на глибину поверхневого розпушування.

 

Весняний «стрип-тілл»

Класичним прикладом агрегату для виконання весняного стрип-тілл є Pluribus (DAWN). На робочій секції розміщені очищувач і три хвилясті диски (можливе внесення сипких або рідких добрив на глибину їхньої роботи). Стійки на секції немає, тож, відповідно, немає глибокого розпушування. В обробленій смузі відбувається помірне висушування ґрунту: через 1–2 години після обробітку вже можна висівати.

Для виконання осіннього грунтообробітку за технологією стрип-тілл у комплектації секції робочих органів для смугового обробітку обов’язково є глибокорозпушувальна стійка для інтенсивного розпушування ґрунту.

 

Kultistrip від Kverneland

Норвезька компанія Kvernelаnd, яка має виробничі потужності по всій Європі, пропонує аграріям для застосування технології стрип-тілл машину Kultistrip. Kомпанія виготовляє Kultistrip у модифікаціях 3000, 4500 та 6000 з кількістю секцій, відповідно, 6, 10 та 13 шт. Kultistrip виробляють на жорсткій рамі завширшки відповідно 3; 4,5 та 6 м, на якій можна встановити секції з міжряддям від 45 см. Усі моделі жорстких рам базуються на квадратній трубі за розміром 180х180х10 мм.

Робоча секція Kultistrip, що кріпиться до рами за допомогою паралелограмного механізму, складається з дискового ножа діаметром 520 мм, двох гумових коліс, подвійних очисних дисків, глибокорозпушувальної стійки, бічних дисків, патрубка для внесення мінеральних добрив, прикочувального котка. Маса однієї секції — 250 кг.

Залежно від типу ґрунту робочу секцію Kultistrip можна комплектувати трьома видами стійок:

прямою — для роботи на легких ґрунтах, яка мінімально зміщує ґрунт і таким чином забезпечує в ньому найбільше збереження вологи;

кутовою типу «бумеранг» — для роботи на всіх типах ґрунтів, яка забезпечує хороший ефект розпушування та інтенсивніше зміщення ґрунту;

вигнутою типу «банан» — для обробітку середніх і важких ґрунтів, завдяки її роботі досягають максимально інтенсивного розпушування.

Кожна стійка кріпиться до секції двома болтами, таким чином її монтаж та демонтаж не створює жодних труднощів. Біля кожної глибокорозпушувальної стійки розміщений патрубок для внесення мінеральних добрив або рідкого гною. Останній налаштовують на потрібний рівень незалежно від обраної глибини обробітку.

Внесення мінеральних добрив виконують за допомогою фронтальних бункерів:

DF1 (один дозатор об’ємом 1150 л);

DF2 (два дозатори загальним об’ємом 1650 л);

DFC2 (два дозатори загальним об’ємом 1650 л).

За використання останніх є можливість вносити два різні види мінеральних добрив. Усі бункери можуть бути оснащені електроприводом дозаторів, що дає змогу через Isobus вносити добрива відповідно до електронних карт-завдань.

Прямі бічні диски, розташовані ліворуч та праворуч глибокорозпушувальної стійки, призначені для формування смуги, ширина якої варіює залежно від зміни кута атаки цих робочих органів.

Різні види конструкційних рішень прикочувальних котків забезпечують якість роботи залежно від типу ґрунту та потреби його ущільнення.

Варіанти прикочувальних котків Kultistrip:

прутковий — призначений для проведення осіннього обробітку важких ґрунтів або весняного нарізання смуг на легких і середніх ґрунтах;

V-подібний — для осіннього обробітку важких і липких ґрунтів;

гумовий коток Farmflex — для весняної передпосівної підготовки на легких ґрунтах.

 

Французький Stripcat

Машина Stripcat від компанії SLY (Франція) має особливі конструкційні рішення для забезпечення технології стрип-тілл. Конструкція Stripcat у своєму складі може мати від 4 до 18 секцій із можливістю варіювання відстані між ними в діапазоні від 45 до 80 см.

Робоча секція Stripcat кріпиться до рами за допомогою паралелограмного механізму та складається з таких елементів: розрізувального диска, двох гумових коліс, двох очисних дисків із серпоподібними зубами, глибокорозпушувальної лапи, дисків дефлекторів, котків, пневматичних камер для регулювання притискного зусилля секцій та контролю глибини обробітку.

Регулювання очисних дисків із серпоподібними зубами Sunco відбувається пневматично із кабіни трактора.

Глибокорозпушувальні лапи Shield шести моделей адаптовані до агресивного середовища, тому з їхньою допомогою можна вносити як рідкі, так і тверді мінеральні добрива. Кожна глибокорозпушувальна лапа має долото (з наплавленням карбіду вольфраму для підвищення зносостійкості), яке можна легко демонтувати — буквально за декілька хвилин.

Робочі органи захищені зрізними болтами (за бажанням майбутнього власника агрегату Stripcat компанія може комплектувати його гідравлічною системою захисту). Тиск у пневмокамерах, які встановлені на паралелограмі та на задньому котку, регулюють із кабіни трактора.

 

Вітчизняні розробки

Донедавна агрегати для технології стрип-тілл були представлені на ринку України тільки машинами закордонного виробництва. Але оскільки український аграрій стрімко впроваджує цю нову технологію, вітчизняний виробник техніки теж активізував свою діяльність, зорієнтувавши її на особливості стрип-тілл, і почав конструювати та виготовляти машини для смугового обробітку ґрунту.

Одними з перших, хто пішов «смуговим » шляхом у вітчизняному сільгоспмашинобудуванні, є ТОВ «Краснянське СП “Агромаш”» (с. Красне, Вінницька обл.) та СТВФ «Агрореммаш» (м. Біла Церква). За сприяння УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого було розроблено, виготовлено та випробувано агрегат для смугового обробітку ґрунту СТА-4Н.

Чотирирядний агрегат для смугового обробітку ґрунту СТА-4Н забезпечує відокремлене почергове нарізання одинарних і здвоєних смуг із міжряддями 70 та 45 см із одночасним унесенням добрив.

Робоча секція агрегату складається з розрізувального диска, очисних дисків, розпушувальної лапи, розпушувальних дисків та котка. Розрізувальний диск із комбінованим опорним колесом прорізає ґрунт із наявними рослинними рештками перед розпушувальною лапою. Очисні робочі органи — пара вирізних дисків типу «ромашка » — ізсувають розрізані рослинні рештки у міжряддя, очищуючи смугу. Таким чином відкривається поверхня ґрунту в смузі для подальшого обробітку, а також забезпечується доступ повітря для активнішої аерації та легшого проникнення сонячного проміння для прогрівання землі. Водночас рослинні рештки, якими вкриті міжряддя, певною мірою гальмують ріст бур’янів та перешкоджають випаровуванню вологи з ґрунту.

Розпушувальна лапа (чизельна) — найенергоємніший робочий орган, який розташований послідовно за розрізувальним диском (для зменшення енерговитрат). Ця лапа розпушує ґрунт на глибину до 35 см, що сприяє кращому розвитку кореневої системи та дає змогу вносити тверді добрива на задану глибину, де вони перебуватимуть у вологому шарі й будуть використані рослиною з найбільшою ефективністю.

Розпушувальні органи — турбодиски, хвилясті диски — розташовані з обох боків розпушувальної лапи. Вони запобігають попаданню розпушеного ґрунту на міжряддя, залишаючи після себе гребінь заввишки 7,5–10,0 см, що сприяє кращому прогріванню ґрунту та дренажу вологи. З настанням весни гребінь просідає до висоти 2,5–5,0 см, а після сівби поверхня поля стає рівною.

Коток призначений для закриття вологи, разом із розпушувальними дисками він руйнує грудки ґрунту та готує смуги до сівби.

Формування однієї смуги потребує потужності, величина якої залежить від ґрунтових умов, налаштування та комплектації знаряддя: на легких ґрунтах за глибини розпушення до 20 см достатньо 12–15 к. с., а на важких, із обробітком завглибшки до 40 см, потрібно 20–40 к. с. на одну секцію.

 

АСОГ-8 від «Агромаш»

ТОВ «Краснянське СП “Агромаш”» разом із науковцями ННЦ «ІМЕСГ» для реалізації системи обробітку ґрунту стрип-тілл розробили та виготовили агрегат для смугового обробітку ґрунту АСОГ-8 із шириною захвату 5,6 м. Агрегат має вісім робочих секцій, які розміщені з кроком 70 см. Робоча секція АСОГ-8 складається з розрізувального диска, двох очисних дисків, глибокорозпушувальної лапи, двох розпушувальних дисків та прикочувального котка. Кожна секція обробляє ґрунтову смугу, виконуючи п’ять технологічних операцій: розрізання (подрібнення) пожнивних решток, очищення від них смуги, розпушування ґрунту на глибину до 30 см із унесенням у зону розпушення мінеральних добрив, формування смуги розпушеного ґрунту, прикочування обробленої ґрунтової смуги.

Крім того, АСОГ-8 можна використовувати як окрему одиницю для відокремленого виконання стрип-тілл за осіннього обробітку ґрунту з одночасним унесенням добрив, так і за поєднаного типу обробітку стрип-тілл навесні, коли до агрегату послідовно приєднують сівалку.

Робочі органи агрегату АСОГ-8 виготовлені з боромісткої сталі, що підвищує їхню надійність у півтора-два рази. Агрегатується АСОГ-8 із тракторами потужністю від 250 до 300 к. с.

 

«Смугові» машини «Велес-Агро»

ТОВ «Велес-Агро ЛТД.» (Одеса) виробляє та інтенсивно проводить апробацію в різних господарствах країни чотири- та шестирядних агрегатів для смугового обробітку ґрунту.

Секція агрегату складається з переднього прямого різального диска; двох розгортачів пожнивних решток, розпушувальної стійки, що розпушує ґрунт на глибину 20–27 см та вносить мінеральні добрива, двох дисків хвилястої форми різного діаметра, які формують оброблювану смугу ґрунту, завдяки чому утворюється якісно оброблена поверхня; котків та пневмокамер. Задні котки виконують функцію уловлювача грудок, які виштовхуються дисками, а також мульчують ґрунтову поверхню.

За допомогою пневмокамер регулюють тиск секції на поверхню ґрунту. Тиск у пневмокамерах прямопропорційно корелює показник притискного зусилля робочої секції: що більший тиск, то більше притискне зусилля.

Вищеописані машини призначені для виконання відокремленої технології стрип-тілл, тобто спочатку потрібно нарізати смуги на полі з одночасним унесенням добрив. А навесні в сформовані смуги висівають насіння певної культури. За потреби нарізати смуги, вносити добрива та проводити сівбу одночасно використовують пневматичні сівалки: Focus TD, виробництва фірми Horsch (Німеччина), Mzuri Pro-Til, виробництва фірми Mzuri (Англія) та ін.

 

Висновки

Смуговий обробіток як ресурсоощадна технологія з перспективою її застосування в посушливих умовах є перспективним під час вирощування технічних культур.

Ключовими принципами реалізації технології стрип-тілл є або відокремлений тип її застосування, коли формування смуг і сівба рознесені в часі, або поєднаний — коли процеси формування смуг і висівання виконують одночасно.

Світове машинобудування пропонує різні техніко-технологічні рішення для впровадження технології стрип-тілл, що ґрунтуються на застосуванні принципів відокремленого та поєднаного способів реалізації цієї технології, за яких використовують: у першому варіанті — окремі машини для формування смуг і сівби, в другому — об’єднують їх в один агрегат та використовують одну універсальну сівалку.

Вітчизняні виробники сільськогосподарської техніки пропонують власні розробки для технології смугового обробітку з урахуванням різних розмірно-ресурсних типів господарств.

 

Л. Шустік, канд. техн. наук, завідувач відділу

Л. Мариніна, канд. техн. наук, старш. наук. співробітник

С. Маринін, завідувач лабораторії, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

Журнал «Пропозиція», №12, 2017 р.