Спецможливості
Техніка та обладнання

Чизельний плуг — технічне за­без­пе­чен­ня про­цесів гли­бо­ко­го роз­пу­шу­ван­ня грун­ту

07.09.2017
165362
Чизельний плуг — технічне за­без­пе­чен­ня про­цесів гли­бо­ко­го роз­пу­шу­ван­ня грун­ту фото, ілюстрація

До­сить відчут­ною про­бле­мою ви­роб­ництва про­дукції рос­лин­ництва сьо­годні за­ли­шається стійка тен­денція до ущільнен­ня, де­гра­дації грунтів та за­го­ст­рен­ня про­явів ерозій зе­мель аг­рар­но­го при­зна­чен­ня на всій те­ри­торії Ук­раїни.

 

Го­ло­вними чин­ни­ками є ви­ко­ри­с­тан­ня за­старілих ме­тодів і підходів до ме­ханічно­го об­робітку грун­ту, ви­ро­щу­ван­ня у гос­по­дар­ст­вах мо­но­куль­тур, знач­на засміченість сільсько­го­с­по­дарсь­ких угідь хімічни­ми ре­чо­ви­на­ми і бур’яна­ми, май­же по­вна відсутність ор­ганічних до­б­рив, за­сил­ля над­важ­кої техніки та ін. Розв’язан­ня цієї про­бле­ми пе­ред­ба­чає пе­рехід від тра­диційних ме­тодів об­робітку грун­ту до ре­сур­со­ощад­них тех­но­логій, які грун­ту­ють­ся на ви­ко­ри­с­танні чи­зель­них комбіно­ва­них зна­рядь, подрібню­вачів рос­лин­них ре­ш­ток, комбіно­ва­них ба­га­то­опе­раційних ма­шин, посівних си­с­тем для тех­но­логій пря­мо­го висіву, ма­шин для ло­каль­но­го вне­сен­ня до­б­рив у грунт то­що. Са­ме впро­ва­д­жен­ня пер­спек­тив­них тех­но­логій та ви­ко­ри­с­тан­ня но­вих кон­ст­рук­тив­них рішень під час ре­алі­зації всьо­го ком­плек­су сільсько­­гос­­­по­дарсь­ких робіт дасть змо­гу не ли­ше уповільни­ти де­гра­дацію грунтів, але й за­вдя­ки ре­алізації си­с­те­ми грун­то­за­хис­них тех­но­логій відно­ви­ти грун­то­твор­ний про­цес та підви­щи­ти ро­дючість.

Поблема ущільнення грунту: причини виникнення та вплив на продуктивність грунту

Однією із най­за­т­ратніших опе­рацій, з точ­ки зо­ру ви­т­рат паль­но­го та ча­су на її здійснен­ня, є ос­нов­ний об­робіток грун­ту. Тра­диційна по­ли­це­ва оран­ка, яка на сьо­годні є чи не най­по­ши­ре­ні­шим прий­о­мом ос­нов­но­го об­ро­бітку в більшості фер­мерсь­ких гос­по­дарств Ук­раїни, спри­чи­нює ство­рен­ня пе­ре­ущільне­ної підор­ної підо­шви, а от­же — погіршен­ня во­ло­го- та повітро­обміну в ро­дю­чо­му шарі.

Сфе­ричні дис­ки дис­ко­вих борін, лу­щиль­ників, дис­ка­торів під час взаємодії з грун­том чи­нять на ньо­го ще інтен­сивнішу дію, як наслідок — підви­щується ступінь подрібнен­ня струк­тур­них еле­ментів, що при­ско­рює руй­ну­ван­ня аг­ро­технічно-цінних аг­ре­гатів. Са­ме ме­ханічна дія цих ро­­бо­­­­чих ор­ганів при­зве­ла до тен­денції зни­жен­ня вро­жаїв та суттєво­го впли­ву на вро­жайність кількості опадів у ве­ге­та­ційний період. То­му пи­тан­ня руй­ну­ван­ня підор­ної підо­шви та про­ве­ден­ня ос­нов­но­го об­робітку без по­шко­д­жен­ня аг­ро­технічно-цінних аг­ре­гатів грун­ту за умов ре­сур­со­ощад­них тех­но­логій є ак­ту­аль­ним.

Ущільнен­ня грун­ту відбу­вається під дією влас­ної ва­ги, рос­лин і во­ди, що зна­хо­дять­ся на по­верхні по­ля, а та­кож в ре­зуль­таті ви­су­шу­ван­ня грун­ту. До цих внутрішніх чин­ників до­да­ють­ся зовнішні: ущільнен­ня мобільни­ми аг­ре­га­та­ми і ро­бо­чи­ми ор­га­на­ми. В ре­зуль­таті щільність грун­ту збільшується, зни­жується мікро­по­ристість, що при­зво­дить до погіршен­ня інфільтраційних вла­с­ти­во­с­тей.

Розрізня­ють два ви­ди ущільнен­ня грун­ту: по­верх­не­ве — до 30 см і підор­не пе­ре­ущільнен­ня — на гли­би­ну по­над 30 см. За­га­лом ущільнен­ня грун­ту — ку­му­ля­тив­ний про­цес, який су­про­во­­джується підви­щен­ням щільності, змен­шен­ням по­ри­с­тості, зни­жен­ням ае­рації, що не­га­тив­но впли­ває на роз­ви­ток ко­ре­не­вої си­с­те­ми і біологічну ак­тив­ність мікро­ор­ганізмів. Змен­шен­ня про­со­чу­ван­ня во­ло­ги че­рез грунт сприяє водній ерозії і при­зво­дить до за­топ­лен­ня зе­мель аг­рар­но­го при­зна­чен­ня на три­ва­лий строк. Вміст у грунті гу­му­су — го­ло­вний фак­тор, що виз­на­чає ступінь ущільнен­ня, та йо­го рівень в ор­них грун­тах Ук­раїни зни­жується із кож­ним ро­ком.

Чизельні плуги глибокорозпушувачами - альтернатива полицевий оранці

Оче­вид­ною аль­тер­на­ти­вою по­ли­це­вої оран­ки та дис­ку­ван­ня є про­ве­ден­ня ну­ль­о­во­го чи мінімаль­но­го об­ро­­бітків грун­ту. Ос­но­вою мінімаль­но­го об­ро­бітку є без­по­ли­це­ве гли­бо­ке роз­пу­шен­ня, яке мож­на здійсню­ва­ти чи­зель­ни­ми гли­бо­ко­роз­пу­шу­ва­ча­ми. Чи­зе­лю­ван­ня дає змо­гу суттєво збіль­ши­ти ши­ри­ну за­хва­ту ма­шин, порівня­но із оран­кою, зни­зи­ти ви­т­ра­ти паль­но­го на ос­нов­ний об­робіток (до 40–50%), зруй­ну­ва­ти ущільне­ну під­ор­ну підо­шву та ін. Про­те під час ви­­ко­нан­ня цієї опе­рації мож­на відмі­ти­ти і де­які не­доліки, се­ред яких не­по­вне підрізан­ня бур’яну, не­мож­ливість от­ри­ман­ня в ре­зуль­таті об­ро­бітку су­­цільно­го дна бо­роз­ни, низь­кий рівень за­гор­тан­ня по­жнив­них ре­ш­ток, насіння бур'янів та до­б­рив, ут­во­рен­ня на по­верхні по­ля ве­ли­ких брил то­що.

Ще од­ним про­блем­ним мо­мен­том ши­ро­ко­го впро­ва­д­жен­ня опе­рацій чи­­зель­но­го об­робітку грун­ту є не­по­вна адап­тація на­яв­них ма­шин до склад­них грун­то­во-кліма­тич­них умов Ук­раїни, оскільки знач­на їхня кількість ви­го­тов­ляється за­кор­дон­ни­ми фірма­ми — Gaspar­do, Amazone, John Deere, Lemken, Great Plains або ж за їхніми ліцензіями, а ос­новні ро­бочі ор­га­ни не пе­ревіря­ли­ся в ре­аль­них польових умо­вах. Са­ме на­ве­дені фак­то­ри при­зво­дять до об­ме­же­но­го ви­ко­ри­с­тан­ня чи­зель­них зна­рядь, хо­ча світові тен­денції до­во­дять, що в не­да­ле­ко­му май­бут­нь­о­му опе­рації гли­бо­ко­го роз­пу­шен­ня повністю замінять по­ли­це­ву оран­ку. Так, у США та Ка­наді ще в 2000 р. на без­по­ли­цеві спо­со­би об­ро­­бітку пе­ре­ве­де­но 70% посівних площ, а до 2020 р. пла­нується пе­ре­ве­с­ти 100%.

Чизельні плуги глибокорозпушувачами на ринку сельхостехнікі України

Се­ред технічних за­собів для гли­бо­ко­го роз­пу­шу­ван­ня на рин­ку Ук­раїни ши­ро­ко пред­став­лені гли­бо­ко­роз­пу­шу­вачі ком­паній John Deere, Wil-Rich (США), Hatzenbichler (Австрія), Gregoire Besson (Франція), Gaspardo (Італія) то­що (фо­то 1).

Чи­зельні грун­то­об­робні зна­ряд­дя цих ви­роб­ників, крім не­по­вної адап­тації до важ­ких суг­лин­ко­вих та гли­ни­с­тих грунтів, ха­рак­те­ри­зу­ють­ся не­мож­ливістю аг­ре­га­ту­ван­ня із вітчиз­ня­ними трак­то­ра­ми більш раннього ви­роб­ництва, до­ро­ги­ми і дефіцит­ни­ми за­па­сни­ми ча­с­ти­на­ми та в ок­ре­мих ви­пад­ках — складністю са­мої кон­ст­рукції і ре­гу­лю­ван­ня гли­би­ни об­робітку та ре­жимів ро­бо­ти. На­при­клад, у гли­бо­ко­роз­пу­шу­вачів фірми Gaspardo (фо­то 1д) по­ло­жен­ня котків та гли­би­на об­ро­бітку чи­зель­ни­ми ла­па­ми ре­гу­лю­ють­ся гідро­си­с­те­мою, що ус­клад­нює їхнє ви­­ко­ри­с­тан­ня на по­лях ба­га­­тьох фер­мерсь­ких гос­по­дарств Ук­раїни. Крім цьо­го, ба­га­то зразків за­кор­дон­ної техніки для без­по­ли­це­во­го об­робітку ма­ють підви­ще­ну ме­та­лоємність, а до­поміжні ро­бочі ор­га­ни не­здатні за­без­пе­чи­ти аг­ро­технічні ви­мо­ги за по­каз­ни­ком якості кри­шен­ня грун­ту.

Чизельні плуги глибокорозпушувачами українського виробництва: переваги і недоліки

Сьо­годні техніка вітчиз­ня­на та ви­роб­ництва країн близь­ко­го за­ру­біж­жя кон­ст­рук­тив­но ма­ло відрізняється від за­кор­дон­них ана­логів, про­те якість її ви­ко­нан­ня та ма­теріалів, з яких ви­го­тов­ле­но ро­бочі ор­га­ни, ско­ро­чує термін її ек­сплу­а­тації. На ос­нові на­уко­вих досліджень у на­п­рямі тех­но­логій без­по­ли­це­во­го об­ро­бітку грун­ту на ка­федрі сільсько­го­с­по­дарсь­ко­го ма­ши­но­бу­ду­ван­ня Кіро­во­градсь­ко­го національ­но­го технічно­го універ­си­те­ту роз­роб­ле­но кон­ст­рукцію універ­саль­но­го ком­біно­ва­но­го чи­зе­ля, адап­то­ва­но­го до на­яв­них грун­то­во-кліма­тич­них умов Ук­раїни (фо­то 2). Ви­роб­ництво та­ких ком­біно­ва­них чи­­зелів на за­мов­лен­ня працівників аг­рар­но­го сек­то­ру на­ла­го­д­же­но у «ПП Са­­виць­кий», в се­лищі Но­ве, що на Кіро­во­град­щині.

Ос­нов­ним ро­бо­чим ор­га­ном роз­роб­ле­ної ма­ши­ни є чи­зель­на ла­па, яка скла­дається зі сто­я­ка, до­ло­та, зу­ба для подрібнен­ня ве­ли­ких гру­док та крил (фо­то 3). До­поміжний ро­бо­чий ор­ган — здвоєний зуб­ча­с­тий ко­ток (фо­то 2), який, крім функції ре­гу­лю­ван­ня гли­би­ни об­робітку, про­во­дить роз­би­ван­ня ве­ли­ких гру­док, за­гор­тан­ня рос­лин­них ре­ш­ток у нижні го­ри­зон­ти, на гли­би­ну до 15 см. Ма­ла тов­щи­на зубів кот­ка сприяє кра­що­му про­ник­нен­ню їх у грунт і до­дат­ко­во­му йо­го роз­пу­шу­ван­ню на більшу гли­би­ну. До то­го ж чи­­зель мо­же ма­ти мен­шу кон­ст­рук­тив­ну ма­су, порівня­но із за­кор­дон­ни­ми ана­ло­га­ми, вигідно відрізняється про­сто­тою ре­гу­лю­ван­ня за­галь­ної гли­би­ни об­­ро­­бітку та інтен­сив­ності ро­бо­ти пе­­ред­­­нь­о­го та зад­нь­о­го котків.

Під час роз­пу­шу­ван­ня грун­ту чи­­зель­ною ла­пою до­ло­то ско­лює суціль­­не се­ре­до­ви­ще, зуб подрібнює підняті до­ло­том ве­ликі груд­ки, а кри­ла, крім підрізан­ня бур’янів, до­дат­ко­во кри­шать грунт та, за­леж­но від ви­со­ти їхньо­го роз­та­шу­ван­ня на сто­я­ку, мо­жуть змен­шу­ва­ти ви­со­ту гре­бенів дна бо­роз­ни. Зміна по­ло­жен­ня крил віднос­но дна бо­роз­ни відбу­вається шля­хом пе­ре­ста­нов­ки ос­танніх в от­во­рах на сто­я­ку та закріп­лен­ня бол­то­ви­ми з’єднан­ня­ми. Г-подібна фор­ма крил, порівня­но з кри­волінійною, за­без­пе­чує їхнє щільне при­ля­ган­ня до сто­яків і сприяє зни­жен­ню тя­го­во­го опо­ру на пе­реміщен­ня всьо­го ро­бо­чо­го ор­га­на в грунті (фо­то 1д).

Чизельні плуги глибокорозпушувачами: результати польових випробувань

Ви­про­бу­ван­ня комбіно­ва­них чи­­зе­лів про­во­ди­ли­ся про­тя­гом 2013–2015 років на по­лях Но­во­ук­раїнсько­го, Ком­паніївсько­го, Кіро­во­градсь­ко­го рай­онів Кіро­во­градсь­кої об­ласті. Умо­ви про­ве­ден­ня ви­про­бу­вань відповіда­ли се­ред­нь­о­ста­ти­с­тич­ним у регіоні. Ме­ха­нічний склад грун­ту — важ­кий і се­ред­ній су­­­­гли­­­­­нок. Твердість грун­ту ста­но­ви­ла: у шарі 0–10 см — 2–3,5 МПа; 10–20 см — 3,5–6,5; 20–30 см — 6–10 МПа. Аб­со­лют­на во­логість грун­ту зна­хо­ди­ла­ся в ме­жах 12–16%.

Технічна ха­рак­те­ри­с­ти­ка сімей­ст­ва роз­роб­ле­них комбіно­ва­них чи­зель­них гли­бо­ко­роз­пу­шу­вачів дає змо­гу оціни­ти їхню кон­ку­рен­то­с­про­можність по­­рів­­­ня­но із кра­щи­ми за­кор­дон­ни­ми ана­ло­га­ми (таб­ли­ця).

Об’єктом досліджен­ня був тех­но­ло­гічний про­цес комбіно­ва­но­го чи­зель­но­го гли­бо­ко­роз­пу­шу­ва­ча (фо­то 4). Після ви­ко­нан­ня без­по­ли­це­во­го об­ро­бітку про­во­ди­ли оцінку ефек­тив­ності ро­бо­ти за ко­ефіцієнтом якості кри­шен­ня грун­ту та рівномірністю гли­би­ни об­робітку. По­каз­ни­ком якості вва­жав­ся відсо­ток грун­тових аг­ре­гатів, розміри яких не пе­ре­ви­щу­ва­ли 50 мм у за­гальній ма­­­сі об­роб­ле­но­го грун­ту. Крім то­го, про­­­­во­ди­ли оцінку впли­ву швид­кості аг­ре­га­ту на якісні по­каз­ни­ки та ефек­тивність ро­бо­ти котків. Досліди про­хо­ди­ли з п’яти­крат­ною по­вто­рю­ваністю, а ре­зуль­та­ти пред­став­ле­но за се­редніми зна­чен­ня­ми.

 Ре­зуль­та­ти ек­с­пе­ри­мен­таль­них досліджень із виз­на­чен­ня якісно­го по­каз­ни­ка роз­пу­шу­ван­ня оціню­ва­ли за гли­бини об­робітку h=32–40 см, при цьо­му ви­со­та гре­бе­ня, що ут­во­рюється між суміжни­ми про­хо­да­ми чи­зель­них лап на дні бо­роз­ни, ста­но­ви­ла h1=18–20 см. Мак­си­маль­на швид­кість ру­ху об­ме­жу­ва­ла­ся тя­го­вою здатністю за­собів аг­ре­га­ту­ван­ня без про­бук­со­ву­ван­ня при­від­них коліс. Ана­­ліз от­ри­ма­них ре­зуль­татів по­ка­зує, що най­ниж­ча якість кри­шен­ня грун­ту до­ся­гається під час ро­бо­ти чи­зе­ля без котків-подрібню­вачів — цей по­каз­ник змінюється від 49 до 60%. Підви­щен­ня ро­бо­чої швид­кості сприяє по­кра­щан­ню якісно­го по­каз­ни­ка. Ана­логічна кар­ти­на спо­с­терігається під час ро­бо­ти чи­зе­ля із од­­ним кот­ком (ро­бо­та з од­ним кот­ком до­­ся­гається зміною по­ло­жен­ня ре­гу­лю­валь­но­го гвин­та 5, фо­то 2), але якісні по­каз­ни­ки ро­бо­ти аг­ре­га­ту є знач­но ви­щи­ми: k=55–69%. Най­більш якісно грунт об­роб­ляється за по­вної ком­плек­тації чи­зе­ля під час ро­­бо­ти з дво­ма кот­ка­ми, на швид­кості 7–8 км/год. За та­ких умов якісний по­каз­ник кри­шен­ня грун­ту ста­но­вить 70–75%, що пе­ре­ви­щує ана­логічні по­каз­ни­ки де­я­кої за­кор­дон­ної техніки (на­при­клад, в умо­вах важ­ких чор­но­земів для Artiglio S 250–500 Gaspardo —  k=55–60%, для Cenius 400/18 AMAZONE — k=58–65%). Відхи­лен­ня ре­аль­ної гли­би­ни об­ро­біт­ку від за­да­ної під час ек­с­пе­ри­мен­ту не пе­ре­ви­щу­ва­ло 2%.

В. Са­ло, д-р техн. на­ук, про­фе­сор,

С. Ле­щен­ко, канд. техн. на­ук, до­цент,

Кіро­во­градсь­кий національ­ний технічний універ­си­тет

Інтерв'ю
14-15 березня в Одесі пройшов черговий конгрес "Органічна Україна". Органічне землеробство, як і кожне явище, має як своїх прихильників, так і своїх противників. І у тих, і у інших є свої аргументи. Тож сьогодні редакція сайту «Пропозиція... Подробнее
Petro Melnyk2
Компанія Agricom Group спеціалізується на рослинництві. Обробляє землю на Чернігівщині та Луганщині, вирощує олійний льон, соняшник, кукурудзу, овес та гречку. Але більш відома як виробник товарів із

1
0