Глибокорозпушувач — головний елемент консервувального обробітку ґрунту

Правильний вибір системи основного обробітку ґрунту з урахуванням його  типу, зональних  кліматичних умов та обраної сівозміни одночасно вирішує проблему  досягнення  високого  рівня врожайності. Остання, своєю чергою, залежить від низки важливих чинників:  достатнього  вологозабезпечення  рослин у процесі вегетації, рівня фінансових і матеріальних витрат на проведення ґрунтообробітку. Операції із системи основного обробітку ґрунту дають змогу вести  землеробство з дотриманням екологічних вимог та забезпечують збереження родючості ґрунтів. Сьогодні, з урахуванням кліматичних змін, система обробітку ґрунту під назвою «консервувальна» набуває в Україні  все більшого  розвитку. 

Дослідженнями вітчизняних науковців встановлено, що консервувальний обробіток можна  впроваджувати за різних обсягів сільськогосподарських угідь залежно від рівноважної щільності ґрунту, сівозміни, техніко-технологічного забезпечення господарства. 

Зазначена система обробітку ґрунту характеризується тим, що її проводять за потреби регулювання  ґрунтової щільності в переущільненому кореневмісному шарі ґрунту. Ця система  дає  змогу  виконувати розпушення ґрунту без обертання його шару на глибин дещо більшу, ніж за традиційною системою, та передбачає наявність на поверхні ґрунту після основного його обробітку  до 70% рослинних решток. Надалі для підготовки верхнього шару ґрунту під посів потрібно використовувати інші ґрунтообробні машини та проводити сівбу спеціальними сівалками, які забезпечують якісне загортання насіння за наявності на поверхні поля значної кількості рослинних  решток. 

Консервувальна система обробітку менш енерговитратна, порівняно з традиційною, і щодо  технічного забезпечення її реалізації має свої резерви мінімізації витрат. Головний елемент  консервувального обробітку ґрунту — глибокорозпушувач. Це ґрунтообробне знаряддя має низку  переваг:  енергозаощадження, яке забезпечується зменшеними, порівняно з плугом (на 10–17%)  витратами пального, вищим рівнем накопичення та збереження вологи. У результаті застосування  глибокорозпушувача вдається зосередити на 15–30 мм більші запаси продуктивної вологи в  метровому шарі ґрунту, ніж за інших видів його обробітку. Консервувальний обробіток ґрунту в Україні виконують за допомогою глибокорозпушувачів як українського, так і закордонного  виробництва. Розглянемо детальніше особливості їхньої конструкції та роботи на прикладі деяких з них. 

Французька компанія Kuhn розробила 17 моделей лінійних глибокорозпушувачів серії 4830, призначених для глибокого розпушення ґрунту задля його розущільнення. Агрегатують їх із тракторами потужністю від 160 до 600 к. с. Лінійні глибокорозпушувачі серії 4830, залежно від  кількості робочих органів (глибокорозпушувальних  лап), виготовляють із суцільною (4–7 стійок) або складеною (6–9 стійок) рамою. Залежно від вимог господарства, ці стійки можна встановити на відстані 76, 91, 96 або 102 см одна  від одної. 

Глибокорозпушувач 4830 складається з причіпного пристрою, рами, опорних коліс, робочих органів  (дисків та глибокорозпушувальних лап). Триточковий навісний пристрій III категорії — це конструкція  із двобрусової рами, яка складається із посиленого структурного сталевого профілю з поперечним  перетином 150 х 150 мм.  Також  виробник  передбачив  ситуацію:  якщо  трактор,  із яким має агрегатуватись  глибокорозпушувач,  не обладнаний  триточковою  навісною системою,  то ґрунтообробне  знаряддя  обладнують  спеціальним  зчіпним пристроєм. 

Для того, аби агрегат мав можливість якісно виконувати технологічний процес на полях із великою  кількістю пожнивних решток, у стандартній комплектації глибокорозпушувача перед кожним робочим органом (лапою) передбачено можливість встановлення різального диска діаметром 550 мм та завтовшки 6 мм. У такому разі робочий тиск на ґрунт становить 250 кг, чого більш ніж достатньо  для  якісного виконання роботи. Регулювання глибини обробітку ґрунту виконується за допомогою  опорних пневматичних коліс, що гарантує дотримання однакової глибини обробітку ґрунту на різних типах ґрунтів та полях із нерівною поверхнею.

Залежно від виробничих потреб, агрегати можуть мати різні варіанти захисту робочих органів від перевантажень: наприклад, стійка зі зрізними болтами, стійка з пружинним захистом та Pathfind’r тм. Відмінності кріплення полягають у наступному: жорстке кріплення стійки зі зрізним болтом доцільно застосовувати для обробітку ґрунту на полі, де немає каменів та інших перешкод. У конструкції стійки з пружинним захистом використовується сталева пружина, що забезпечує відхилення стійки в разі натрапляння на перешкоду, що убезпечує робочий орган від пошкодження. Стійка Pathfind’r тм призначена для обробітку ґрунту з нерівним рельєфом поля. Кріплення стійки має унікальну  поворотну конструкцію, що дає можливість стійці рухатися з відхиленням до 6° у різні боки з загальною амплітудою руху 12°. Таке технічне рішення кріплення стійки забезпечує зниження впливу  перешкод на роботу розпушувальних лап, сприяє легшому й плавнішому рульовому керуванню  засобом за використання повної потужності гусеничного трактора, зниження навантаження на рамі глибокорозпушувача та триточковій навісці трактора. 

Глибокорозпушувальна  лапа  складається з долота, бічних крил та хром-карбідних бокових захисних  накладок. Під час руху машини долота, що виготовлені з високоміцного чавуну, та бічні крила  руйнують ущільнений пласт ґрунту на глибині від 20 до 45 см, залишаючи на поверхні до 86% рослинних решток. Завдяки знімним робочим органам така глибокорозпушувальна лапа дає змогу  зменшити до 50% експлуатаційних витрат. Потрібна потужність енергозасобу на одну  глибокорозпушувальну лапу становить 40–50 к. с. 

Глибокорозпушувач Cultiplow Platinum виробництва фірми Agrisem (Франція) призначений  для  безполицевого розпушення ґрунту із забезпеченням бажаної його пористості. Глибокорозпушувачі  Cultiplow моделі Platinum виготовляють із робочою шириною від 2,5 до 8 м, кількістю глибокорозпушувальних лап від 3 до 11 шт. Агрегатують їх із тракторами потужністю від 90 до 550 к. с. 

Глибокорозпушувач Cultiplow Platinum складається з таких основних частин: рами, навісного  пристрою, глибокорозпушувальних робочих органів, котків та дисків.

Навісний пристрій глибокорозпушувача  ІІІ категорії забезпечує триточкове агрегатування машини з енергозасобом. 

Мостова рама — це жорстка конструкція на основі профільних сегментів з поперечним перетином  200 х 200 мм. Великий кліренс рами  (100 см) забезпечує вільне проходження рослинних решток без ризику забивання робочих органів. 

Глибокорозпушувальний робочий орган складається зі стійки пласкої форми, нахиленої під кутом до вертикалі,  та асиметричної лапи,  яка включає підрізувальну площину з розвиненим носком, що виготовлений з високовуглецевої сталі. Моделі глибокорозпушувачів обладнані лапами TCS 750 з  болтовим або пружинним захистом, які можуть виконувати обробіток ґрунту на глибину 15–45 см. 

Виробник може комплектувати цей глибокорозпушувач різними типами котків різного діаметра:  трубчастим — 526 мм, Flexi-Sem — 540 мм та Steel-Pack — 700 мм.  У конструкції глибокорозпушувача  застосовано центральну систему регулювання глибини обробітку. Налаштування робочої глибини виконують за допомогою верхньої регулювальної тяги. Технічний процес перебігає так: під час руху  заглибленого в ґрунт робочого органу останній, завдяки зусиллям від спрямованих площин стійки й лапи, одночасно зміщується та піднімається вгору, що супроводжується ефектом рухомої ґрунтової  хвилі. Після проходження робочого органу ґрунт повертається на місце. Результатом дії такого  робочого органу є утворення дуже розгалуженої мережі тріщин, що сприяє інтенсифікації  повітропроникності й вологонакопичення та, як результат, оптимальному розвитку кореневої системи  рослин.

Американський виробник сільськогосподарської техніки — Great Plains — для проведення  консервувального обробітку на полях пропонує аграріям глибокорозпушувачі моделі SS 0300 (з 3, 4, 5 і 6-ма стійками та робочою шириною захвату 2,5; 3; 3,5 та 3,4 м відповідно). Мінімальна потужність  трактора для  агрегатування з глибокорозпушувачами становить 50 к. с. на одну стійку, тобто від 150 до 300 к. с. 

Глибокорозпушувач моделі SS 0300 від фірми Great Plains призначений для руйнування надмірно ущільнених шарів ґрунту, які утворюються внаслідок дії на ґрунтову поверхню таких машин, як плуги,  дискові борони та культиватори. 

Глибокорозпушувач моделі SS 0300 складається з навісного пристрою, рами, глибокорозпушувальних  стійок із лапами, прикочувальних котків та опорних коліс. Рама глибокорозпушувача виготовлена з високоміцних труб товщиною профілю 9,5 мм, що забезпечує її надійність та довговічність. 

Можливі два варіанти виконання стійок глибокорозпушувальних лап: пряма — зі зрізним болтом та пружинна. Пряма стійка зі зрізним болтом має лапу завширшки 5 або 18 см та забезпечує обробіток  ґрунту не тільки його нижніх шарів, а й верхніх. Для фермерів, які бажають чинити мінімальний вплив на верхній шар ґрунту,  виробник комплектує глибокорозпушувач глибокорозпушувальними лапами з пружинною стійкою (горизонтальне зусилля спрацювання становить 1360 кг) з лапою завширшки 25 см та завтовшки 1,9 см. У результаті проходження глибокорозпушувача, укомплектованого таким  типом лап, на поверхні поля залишається близько 90% рослинних решток. Відстань між стійками в ряду може варіювати в межах від 56 до 75 см залежно від кількості лап.

За кожною  глибокорозпушувальною стійкою розміщений трубчастий коток, який кріпиться до рами за допомогою кронштейнів та функціонально призначений для прикочування обробленої  глибокорозпушувальними лапами смуги ґрунту. Пневматичні опорні колеса, які розміщені перед  глибокорозпушувальними стійками, виконують функцію регулювання глибини обробітку за допомогою гвинтового домкрата. 

Вітчизняний виробник техніки ТОВ «Краснянське СП “Агромаш”» (с. Красне Вінницької області) 2010  року поєднав українську та французьку технології безполицевого обробітку ґрунту й створив  глибокорозпушувачі серії ЧГ. Запропонована аграріям техніка спільного виробництва ТОВ «Краснянське СП “Агромаш”» і французької фірми Agrisem International відповідає сучасним  технологічним та екологічним вимогам, до того ж з економічної точки зору вона доступніша для українського аграрія, ніж задорога закордонна.

Навісні чизель-глибокорозпушувачі ЧГ-40, ЧГ-40-01, ЧГ-40-02, ЧГ-5,5 з робочою шириною захвату  4, 2, 3 та 5,5 м відповідно призначені для виконання  глибокого розпушування ґрунту та його щілювання. Чизель-глибокорозпушувачі ЧГ-40; ЧГ-40-01; ЧГ-40-02 та ЧГ-5,5 мають однакову конструкцію базових вузлів і різняться між собою лише шириною захвату та деякими відповідними конструкційними параметрами.

Чизель-глибокорозпушувач ЧГ-40-02 складається з рами, навісного пристрою та робочих органів — лап і котка. Рама машини виготовлена з труби розміром 200 х 200 мм, до якої приварено навісний пристрій — два попарні нижні кронштейни та стояк з отворами для з'єднання з трактором. 

Робочий орган чизель-глибокорозпушувача — це лапа комбінованої дії, яка виконує функції:

чизеля, принцип роботи якого полягає в підрізанні та незначному боковому й вертикальному  переміщенні ґрунту з ефектом додаткового розпушення; 

плоскоріза, завдяки якому досягається розпушення та підняття пухкого шару ґрунту; 

щілиноріза, який нарізає щілини для поліпшення дренажу, накопичення осінньо-весняних вод та забезпечення захисту від ерозії. 

Чизельні робочі органи утворюють у ґрунті канали-щілини, в яких восени та взимку накопичується продуктивна волога, покращується водно-повітряний баланс ґрунту, завдяки чому  виникають умови для розвитку культурних рослин. На моделі ЧГ-40-02 встановлено чотири лапи: дві з лівою асиметрією та дві — з правою. 

Лапа складається зі стояка, лемеша та двох накладок, що кріпляться болтами до стояка. Права чи ліва асиметрія виконання лапи полягає в тому, що стояки мають згин у правий чи лівий бік і знизу на них встановлені відповідно праві чи ліві лемеші.  До рами прикріплено кронштейни, до яких за допомогою двох болтів приєднана лапа. Один з цих болтів — зрізний і виконує функцію запобіжника за перевантаження лапи. Коток складається з пруткового барабана, встановленого в підшипникових  вузлах, та двох тяг. На кінцях рами чизеля-глибокорозпушувача закріплені щоки, до яких шарнірно приєднані тяги котка. Зміною положення котка забезпечується певна глибина роботи лап. Положення котка регулюють за допомогою пальців та отворів у щоках. 

Чизель-глибокорозпушувач рекомендують для застосування у всіх ґрунтово-кліматичних зонах на ґрунтах будь-якого механічного складу. Значний ефект від використання чизеля забезпечується на ґрунтах,  що зазнали водної та вітрової ерозії. Глибокий безполицевий обробіток ґрунту зі збереженням рослинних решток на поверхні поля сприяє кращому проникненню вологи в нижні  ґрунтові шари, запобігає утворенню ущільненого шару та руйнуванню ґрунтових агрегатів до недопустимо дрібних фракцій (ерозійно небезпечні частки) з подальшим їхнім вимиванням. 

ТОВ НВП «Білоцерківмаз» (м. Біла Церква) виготовляє серію глибокорозпушувачів типу ГР. Глибокорозпушувачі типу ГР випускають у  таких модифікаціях: ГР-1,8; ГР-2,5;  ГР-3,4; ГР-4,3 (навісний варіант) та  ГР-4,5; ГР-5,4; ГР-6,3 (напівпричіпний  варіант). Ширина захвату глибокорозпушувачів  відповідає числовому значенню, вказаному в маркуванні машини. Агрегатують їх із тракторами  потужністю від 90 до 500 к. с. 

Глибокорозпушувачі призначені для обробітку ущільнених ґрунтів різного механічного складу,  руйнування ущільнених шарів без обертання ґрунтового пласта та для поліпшення  водно-повітряного  режиму ґрунту. Складається глибокорозпушувач ГР-2,5 з таких основних частин:  навісного пристрою,  рами, робочих органів, механізму регулювання та котків. 

Навісний пристрій — триточковий, призначений для під'єднання глибокорозпушувача до навісної системи енергозасобу. Рама жорстка: її конструкція, виконана з труб квадратного перетину,  забезпечує надійне кріплення робочих органів на кронштейнах. Робочі органи  — глибокорозпушувальні лапи асиметричної форми з протиерозійними накладками та міцним розвиненим долотом. Розміщені вони в два ряди таким чином, що забезпечують зустрічне  спрямування розпушувального ефекту. Механізм регулювання складається з системи «палець  — отвір», що дає змогу швидко фіксувати положення котків за висотою і в такий спосіб забезпечувати  глибину ходу робочих органів. Котки — це два пасивні зубчасті ротори, які обертаються на  підшипникових вузлах та обробляють поверхню ґрунту після проходження глибокорозпушувальних  лап. 

Консервувальний обробіток ґрунту на основі глибокорозпушувачів наразі динамічно  впроваджується. Це перспективний та перевірений роками агроприйом, що забезпечує  ресурсозбереження в рослинництві, вирішує проблему вологозбереження для нормальної вегетації  рослин з урахуванням кліматичних умов, зональних особливостей та обраної сівозміни, мінімізує фінансові витрати, задовольняє екологічні вимоги та сприяє підвищенню родючості ґрунтів. 

Ринок України досить насичений машинами для виконання глибокого обробітку ґрунту. Проте  не всі вони характеризуються таким показником, як універсальність, тобто здатність працювати,  скажімо, за переходу господарства від традиційної до нульової технології ґрунтообробітку, коли  потрібне максимальне збереження пожнивних решток на поверхні поля. Ну й не секрет, що нині навіть деякі  «нульовики» обробляють заїжджені краї полів за допомогою глибокорозпушувачів.  Описані в цьому матеріалі машини відмінно себе зарекомендували під час проведення польових  робіт за будь-якої технології землеробства. Їхні технологічні особливості сприяють якісному  виконанню глибокого, до 45 см, обробітку ґрунту без обертання скиби і, крім того, обмежують  надлишкове його розущільнення та забезпечують збереження рослинних решток на поверхні поля, що є резервом можливостей для скорочення витрат пального, економії ресурсів та переконливим  прикладом екологічних переваг.

С. Маринін, завідувач лабораторії

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

УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

Журнал «Пропозиція», № 11, 2017 р.