Безполицевий обробіток грунту в Україні

Застосування добрив, високоврожайних сортів інтенсивного типу, ефективних хімічних препаратів для захисту рослин жодною мірою не послаблює значення основного обробітку грунту.
На сьогодні аграрники всього цивілізованого світу переймаються не лише проблемою збільшення валового виробництва продукції, а й тим, як це зробити з мінімальними витратами праці та коштів без шкоди для навколишнього середовища.
За період використання землі для сільгосппотреб на нашій планеті втрачено приблизно 20% родючого шару грунту, який створювався тисячі років. Щороку руйнується 24 млн т грунтового покриву Землі. Зникли унікальні чорноземи, які мали вміст гумусу 14-16%, а кількість земельних угідь із вмістом гумусу 10-13% скоротилася вп'ятеро. Інтенсивне використання грунтів призвело до того, що верхній, найродючіший, шар грунту виноситься з полів вітром, водою, робочими органами машин або разом з вирощеною продукцією. На сьогодні нормою вмісту гумусу у грунті вважається небезпечна межа - 2,5 %, нижче якої грунт втрачає свої властивості родючості й практично деградує, перетворюючись на пустелю.
Якість грунту визначається багатьма чинниками, але вміст у ньому органічної речовини (гумусу) заслуговує на особливу увагу. Наявність у грунті органічної речовини впливає на кілька найважливіших функцій грунту. Зокрема органічна речовина підвищує здатність грунту втримувати вологу та поживні речовини, а також поліпшує його структуру та родючість. Високий вміст гумусу запобігає втратам, які можуть виникнути у результаті таких природних явищ як посуха, надмірна кількість опадів або спалахи хвороб рослин.
Такий стан речей дав початок широкому запровадженню екологічно безпечних, ресурсо- та вологоощадних технологій у землеробстві при обробці грунту. У наш час у світі площі під нульовим обробітком становлять близько 70 млн га, а за мінімальним обробітком готують грунт на площі приблизно 200 млн га. Щороку обсяг цих площ неухильно зростає, що переконливо свідчить про перспективи таких технологій.
Розв'язання завдань основного обробітку грунту може бути виконане кількома шляхами. Тривалий час вважалося, що основним і найпоширенішим способом обробітку є полицева оранка з обертанням скиби, за якої оброблюваний шар перевертається не менш ніж на 135°, а також кришиться, розпушується та частково переміщується. Така тенденція міцно закріпилася у свідомості людей з кінця XVIII століття, тобто з того часу, коли у Німеччині та Нідерландах був створений полицевий плуг, який за принципом роботи мало чим різниться із сучасними полицевми плугами. На той час плуг був ефективним засобом боротьби з бур'янами. Саме завдяки цьому плугу вдалося контролювати розповсюдження пирію повзучого, який невпинно поширювався територією Європи.
Під час оранки майже повністю загортають у грунт пожнивні рештки та добрива, і частково знищуються бур'яни. Саме частково, тому що гинуть тільки ті бур'яни, які вже проросли, а їхнє насіння під час оранки не втрачає здатності до проростання протягом кількох років.
Але слід зазначити, що, попри позитивні сторони, оранка має і низку недоліків. Порівняно з іншими заходами основного обробітку грунту, оранка є найтривалішою, енергоємною і дорогою технологічною операцією. До того ж, перевертання скиб грунту не завжди є корисним. За посушливих умов навесні-влітку за переміщення більш вологого шару на поверхню грунт швидко висихає. У районах, що підлягають вітровій ерозії, за повного загортання післяжнивних решток внаслідок видування втрачається не лише волога, а й верхній, найродючіший, шар грунту.
Через постійний тиск корпусів плуга на грунт на глибині орного шару (приблизно 25-30 см) утворюється так звана плугова підошва. Внаслідок цього перекривається дія капілярної вологи й порушується водний і повітряний режими грунту. За інтенсивних атмосферних опадів може відбутися надмірне перезволоження орного шару, що негативно впливає на ріст і розвиток рослин.
Крім того, науковими дослідженнями встановлено, що обертання шарів грунту порушує природну будову орного шару і супроводжується погіршенням умов життєдіяльності деяких мікроорганізмів. Експериментами доведено, що мікроорганізми, які пристосувалися до життя у глибоких шарах, за полицевої оранки грунту вивернуті на поверхню, гинуть від дії світла, і, навпаки, аеробні мікроорганізми, що живуть на поверхні грунту, потрапляючи у нижній шар орного горизонту, гинуть від нестачі кисню.
З огляду на розробку нових робочих органів і машин для обробітку грунту широкою механізацією та хімізацією землеробства багато положень, які були висунуті свого часу класиками вітчизняної та світової агрономії щодо оранки, переглянуті. Тому обгрунтування технологій і підбір операцій механічного обробітку грунту виходить на перший план.
У розвинених країнах інтенсивно ведуться пошуки шляхів зниження енергоємності основного обробітку грунту, а також зменшення витрати робочого часу і коштів на його виконання. В Україні з урахуванням специфіки сучасних умов господарювання дедалі частіше у землеробстві знаходять своє місце новітні технології обробітку грунту. Йдеться про безполицевий, поверхневий, мінімальний та нульовий (так звані no-till-технології) обробітки грунту.
Безполицева обробка грунту зменшує наслідки втручання в природне середовище грунту, збільшує вміст органічної речовини в ньому, поліпшує його структуру, регулює грунтову температуру і дає змогу грунту втримувати більше вологи.
На грунтах, які обробляли без обертання орного шару, біологічна активність і біологічний різновид мікроорганізмів були найвищими. Для таких грунтів характерна підвищена здатність поступово та постійно накопичувати поживні речовини. Ці грунти мають кращу структуру порівняно з тими, на яких застосовували традиційну оранку.
Скрізь, де застосовували полицевий обробіток грунту, були отримані добрі результати щодо підвищення врожайності культур, поліпення родючості грунтів, запобігання водній і вітровій ерозіям. Але широкому розповсюдженню технології ресурсоощадного землеробства стояли на заваді такі чинники, як відсутність необхідної якісної техніки, ефективних добрив та якісних засобів захисту рослин.
Світовий досвід засвідчує, що у наш час технології виробництва зерна переорієнтовуються на нові технології обробітку грунту без використання плуга. Основний обробіток грунту без обертання скиби широко застосовують у розвинутих країнах Західної Європи. Зокрема, за інформацією фірми Fricke (Німеччина), у країнах Європейського союзу до 50% площ під висів озимих та ярих зернових, а також культур суцільного висіву готують саме за енергоощадною технологією, що називається  безполицева система обробітку грунту.
У Канаді грунтозахисне землеробство застосовують ще частіше. Під мінімальним або нульовим основним обробітком там перебуває майже 75% усіх посівних площ. А за даними Департаменту сільського господарства США, під безплужним обробітком у цій країні - близько 40% площ сільгоспземель. Значну частину земельних угідь сільгосппризначення у Бразилії, Аргентині, Парагваї, Австралії, Франції, Іспанії, Пакистані, Китаї обробляють без застосування полицевої оранки.
Значна частина території України перебуває у зоні ризикованого землеробства, для якої характерні часті посухи та надмірне зволоження грунту. У результаті виникає потреба у скороченні строків основного обробітку грунту або у їхньому зміщенні. З огляду на це для якісного та вчасного обробітку грунту слід застосовувати нові технології та використовувати техніку, яка легко вписується у процеси підготування грунту з частими змінами виробничих умов. Для виконання таких робіт у господарствах використовують безплужні грунтообробні агрегати (культиватори-плоскорізи, плоскорізи-глибокорозпушувачі, чизельні плуги, чизель-культиватори та інші знаряддя) як вітчизняного виробництва, так і виготовлені провідними світовими фірмами-виробниками. Знаряддя для суцільного обробітку грунту дають можливість виконувати безполицевий основний обробіток грунту на глибину до 20-22 см, чого цілком достатньо під час вирощування зернових і культур суцільного висіву.
Серед зарубіжних виробників культиваторів для безполицевого обробітку грунту заслуговує на увагу продукція таких фірм, як VOGEL&NOOT (Австрія), Hоrsch (Німеччина) та KUHN (Франція), а серед вітчизняних - ВАТ "Галещина машзавод" та ВАТ "Богуславська сільгосптехніка".
Фірма VOGEL&NOOT виготовляє три моделі культиваторів для безполицевого обробітку грунту: Terra Mix, Terra Flex та Terra Cult, - які дають змогу виконувати обробіток на глибину від 3-5 до 20-25 см. Культиватори вказаних моделей схожі між собою і різняться лише кількістю рядів лап, відповідно, 2, 3 та 4. Кожна з моделей має кілька модифікацій, ширина захвату яких змінюється від 3 до 6 метрів.
Однією з особливостей культиваторів для обробки грунту VOGEL&NOOT є конструкція їхніх робочих органів. Здавалося б, на перший погляд, проста і давно відома лапа культиватора має свою відмінність. На передньому боці стояка лапи культиватора розміщена напрямна пластина. Нижній край цієї пластини є продовженням гостряка лемеша, а верхній піднімається стояком вгору і закінчується на висоті, яка перевищує максимальну глибину обробітку культиватора на 5-7 см. Така конструкція лапи сприяє тому, що, незалежно від вологості грунту і від того, скільки залишилося на поверхні поля рослинних решток попередника чи проросло бур'янів, секції культиватора ніколи не забиваються. З огляду на це відпадає потреба кілька разів протягом зміни зупиняти агрегат і вичищати робочі органи від рослинних решток, як це відбувається під час експлуатації інших машин.
Найспрацьовуваніша деталь - розпушувач грунту, який із спрацюванням може розвертатися на 180° іншим боком вперед, що вдвічі подовжує термін його експлуатації. Права і ліва накладки мають наплавлену різальну кромку, тому під час роботи вони самозагострюються, що поліпшує якість роботи культиватора в цілому та зменшує витрату палива. Для захисту лап від пошкодження в кронштейнах їхнього кріплення встановлено захисні зрізні болти.
Використання на культиваторах для обробки грунту сферичних дисків-загортачів із загостреною різальною кромкою забезпечує вирівнювання поверхні грунту після проходження лап і подрібнення рослинних решток і знищення бур'янів.
Коток також подрібнює грудки, частково вирівнює та ущільнює поверхню грунту і, тим самим, створює умови для підтягування вологи з нижніх шарів до верхніх. Завдяки коткам, верхній шар при обробці грунту рівномірно ущільнюється за всією шириною захвату агрегату. Застосування котка у посушливих умовах дає змогу якнайповніше зберегти вологу від фізичного випаровування.
Після обробітку грунту культиваторами VOGEL&NOOT його поверхня повністю підготована до сівби: належним чином ущільнена, має компактну структуру, створено оптимальні умови для проникнення грунтової вологи на глибину загортання насіння.
Культиватори Terrano серії FX від Hоrsch дають змогу розпушувати, змішувати, вирівнювати, коткувати та подрібнювати грунт за будь-якої глибини обробітку.
Характерною особливістю культиваторів для обробки грунту Terrano є оптимальна комбінація різноманітних складових машини. Велика кількість швидкознімних робочих органів, оптимальних для універсального застосування (поверхневий обробіток грунту, глибоке ризпушування, ризпушування з інтенсивним перемішуванням грунту тощо) розширює спектр застосування агрегатів.
Завдяки оптимальному розміщенню вирівнювальних дисків, виключається утворення нерівностей на поверхні поля. Оригінальність конструкції рами дає змогу переносити навантаження з дисків на ущільнювальний коток, де ці навантаження ефективно використовуються для інтенсивного ущільнення грунту. Набір пружин забезпечує надійне утримання дисків на потрібній глибині навіть за роботи культиватора для обробки грунту на великій глибині та на важких за механічним складом грунтах. Використання у конструкції кріплення дисків високоякісних матеріалів і пальців великого діаметра виключає потребу у змащуванні у вузлах тертя.
Спираючись на механізм навіски трактора та на ущільнювальний коток, культиватори працюють з дотриманням встановленої глибини обробітку грунту. Регулювання глибини обробітку відбувається за допомогою дистанційних кліпс, які обмежують опускання рами культиватора відносно катка. Залежно від типу котка, тиск на грунт може становити від 60 до 145 кг на метр ширини захвату.
Фірма KUHN для суцільного безполицевого основного обробітку грунту виготовляє культиватори двох моделей - Mixter і Cultimer.
Культиватори для обробки грунту Mixter (8 модифікацій) за один прохід виконують культивацію, перемішування та коткування грунту. Оптимальна комбінація лап забезпечує якісну роботу агрегату. Стабільність і врівноваженість ходу робочих органів відбувається завдяки міцній і жорсткій рамі. Підлаштовані за висотою диски та коткувальний коток створюють ідеальну оброблювану поверхню, яка характеризується мінімальними перепадами за висотою. Тривалий термін експлуатації різальних поверхонь робочих органів без спрацювання досягається завдяки правильному підбору та якості сталі, з якої вони виготовлені.
Робоча ширина захвату модифікацій культиваторів для обробки грунту Mixter становить від 3 до 6 м. Кількість лап, при цьому, дорівнює 7-13 шт. Для агрегатування культиваторів Mixter потрібні трактори, потужність двигунів яких становить 140-230 кінських сил.
Культиватори Cultimer (6 модифікацій) являють собою багатофункціональний агрегат для безполицевого обробітку грунту на глибину від 5-7 см до 25-30 см. Завдяки вигнутій формі стійки, ці машини забезпечують належне перемішування грунту, а потім за допомогою дисків здійснюють його вирівнювання. Коток створює потрібний тиск на грунт для ущільнення його поверхні.
Робоча ширина культиваторів для обробки грунту Cultimer перебуває в межах від 3,0 до 8,0 м. Завдяки розміщенню в кілька рядів стійок лап, агрегат надійно працює навіть за великої кількості на поверхні грунту рослинних решток попередника. Залежно від модифікації, кількість лап змінюється від 10 до 25 шт.
Cultimer відзначається високою надійністю у роботі при обробці грунту. Завдяки міцній рамі та подвійному пружинному захисту, забезпечується безпека за максимального навантаження на лапу 350 кг. Для агрегатування культиваторів Cultimer потрібні трактори, які розвивають потужність 150-400 кінських сил.
Культиватор КШН-5,6 "Резидент", який виготовляє ВАТ "Галещина машзавод" призначений для основного обробітку грунту без перегортання його поверхневого шару і може бути використаний у всіх грунтово-кліматичних зонах України.
Культиватор для обробки грунту складається з центральної рами, обладнаної гідросистемою, двох бічних піврам, опорних коліс, колісної підвіски та робочих органів. Бічні піврами з'єднані з центральною рамою шарнірно, що дає змогу під час транспортування за допомогою гідравліки складати піврами, зменшуючи ширину культиватора. Шарнірно прикріплена до рами колісна підвіска з двома колесами на пневматичних шинах в робочому стані піднімається за допомогою гідросистеми.
Опорні колеса встановлені так, щоб леза лап ішли під основною масою коріння колосових зернових на глибині 10-15см. Тринадцять лап, закріплених у два ряди на рамі й піврамах, під час роботи культиватора підривають і розрізають нижній шар грунту. Однією з особливостей робочих органів культиватора для обробки грунту є те, що вони розбираються, й із спрацюванням деяких частин їх можна замінювати.
Ряд дисків, які встановлені за лапами культиватора для обробки грунту, подрібнюють і розпушують підірваний шар грунту, а також частково вирівнюють гребені, які утворюються за лапами культиватора. Котки додатково подрібнюють, коткують й остаточно вирівнюють верхній шар грунту. За оптимальної вологості грунту даний агрегат не робить великих грудок землі й зберігає природну структуру грунту.
Для запобігання ерозії багатий органічною речовиною мульчований верхній шар грунту не потрібно загортати на велику глибину. Культиватор для обробки грунту КШН-5,6 "Резидент" має ту особливість, що його можна відрегулювати на мілку глибину обробітку грунту, за якої пожнивні рештки перемішуються лише у межах верхнього шару завтовшки в кілька сантиметрів, що сприяє кращій мінералізації рослинних решток. Головними вимогами якісної роботи культиватора є лише рівномірний розподіл пожнивних решток на поверхні поля та оптимальна вологість грунту.
Культиватор для обробки грунту універсальний КУ-3, який поставлено на виробництво ВАТ "Богуславська сільгосптехніка", дає можливість виконувати безполицевий основний обробіток грунту на глибину до 20 см під час вирощування зернових і культур суцільного висіву. В агрегаті гармонійно поєднані вагомі переваги всіх складових машини. Відбувається це завдяки запровадженню на етапі конструювання та виготовлення машини вдалих технічних рішень, а також оснащенню культиватора кращими робочими органами. Робочими органами культиватора для обробки грунту є лапи, що виготовлені з високоякісної термічно обробленої сталі, попарно розміщені сферичні диски-загортачі та коток. Передбачений варіант комплектації культиватора, за якого, замість сферичних дисків-загортачів, культиватор комплектується вирівнювачем грунту. Такий варіант культиватора застосовують під час обробітку грунту з одночасним вирівнюванням його поверхні.
На культиваторі для обробки грунту лапи розставлені так, що між слідами проходів сусідніх стійок відстань становить 45 см. Під час роботи культиватора та кількість грунту, яка піднімається напрямною пластиною лапи (глибина обробітку - до 20 см, ширина направляючої пластини - 10 см) присипає пожнивні рештки, бур'яни та добрива. У результаті утворюється шар грунту, який сприяє зменшенню випаровування вологи, знищенню бур'янів, які вже встигли прорости, загортанню добрив у грунт і протидії водній і вітровій ерозії.
На культиваторі для обробки грунту встановлено лапи всесвітньо відомої фірми Bellota, що забезпечує надійну, безвідмовну та довговічну роботу машини. Вартість імпортних робочих органів, порівняно з вітчизняними, вища приблизно на 30-40%, але їхній ресурс у 2,5-3 рази більший. Отже, у співвідношенні ціна: якість вони значно випереджають вітчизняні. До того ж, робочі органи фірми Bellota використовують на своїх машинах інші виробники грунтообробної техніки, що робить їх взаємозамінними та універсальними.
Коток забезпечує сталу глибину обробітку і регулює її. Агрегат для обробки грунту скомплектований так, що навіска трактора є передньою опорою культиватора, а ззаду на поверхню грунту опирається коток. За допомогою переміщення рами котка відносно основної рами культиватора та фіксування її в тому чи іншому положенні змінюється глибина обробітку.
Під час визначення економічної ефективності від впровадження ресурсоощадного обробітку грунту слід оцінювати не лише економію паливно-мастильних матеріалів, а й враховувати менші капатальні вкладення, менші витрати робочого часу та вищу продуктивність агрегатів. Основними чинниками енергозбереження за застосування безполицевих грунтообробних агрегатів є зменшення глибини обробітку, зменшення питомого опору машин і збільшення ширини захвату агрегатів.
Завдяки високим техніко-експлуатаційним показникам роботи, використання культиваторів для безполицевого основного обробітку грунту дає можливість за високої якості обробітку до 40% зменшити енерговитрати порівняно зі звичайною полицевою оранкою за однакових умов роботи (глибина обробітку, довжина гонів, питомий опір грунту, рельєф поля тощо).
Варто зауважити, що технології обробітку грунту без обертання скиби не можуть поширюватися на всю країну чи на окремо взятий великий регіон, скажімо на зону Лісостепу. Їх слід ретельно підбирати з урахуванням грунтово-кліматичних умов, розміщення культур у сівозміні, рельєфу місцевості, розмірів і конфігурації полів тощо.
Більшість с.-г. підприємств України мають сучасну техніку для обробки грунту. І навіть якщо економічна ефективність безполицевого обробітку грунту очевидна, багато господарств стримано ставляться до цих технологій.
На швидку віддачу сподіватися не варто. Відомо, що істотні позитивні результати впровадження безполицева технологія обробки грунту дасть лише через кілька років. Але планомірне проведення всіх заходів дасть можливість не тільки відновити родючість грунтів, а й на 10-15% знизити собівартість вирощеної продукції.

В. Марченко,
канд. техн. наук, доцент, ст. науковий співробітник
ТОВ "СУРВП "ДОН-ЛАН",
М. Гузь,
асистент, Національний університет біоресурсів і природокористування України (НУБіП України)