«Вогняна» техніка для боротьби з бур’янами

Основним способом боротьби з бур’янами в органічному овочівни­цтві на сьогодні є механічний, який ґрунтується на використанні спеціалізованих технічних засобів, зокрема й запозичених із технологій попередніх періо­дів. Це досходове й післясходове боронування, проріджування, міжрядний обробіток у період вегетації рослин.

Відома у 80-і роки минулого століття «астраханська технологія» боротьби з бур’янами сприяла зменшенню затрат ручної праці в інтенсивному овочівництві завдяки мінімізації ширини захисних смуг (до 3–5 см). Проте знищення бур’янів у рядках все одно потребувало ручної пра­ці, а необхідність нарізування направляючих щілин для водіння агрегатів призвело до збільшення витрат пального. Для реалізації цієї технології в Україні було організоване виробництво спеціальних пристосувань ППР-5,4 та ППР-5,6, які в господарствах використовували також для догляду за посівами просапних культур.

Різке зростання вартості пально-мастильних матеріалів зумовило пошук нових технологій і технічних засобів для боротьби з бур’янами. В результаті пошуку було розроблено термічний спосіб боротьби з бур’янами і на виробничій практиці перевірено технічні засоби для його реалізації. Для цього використовували культиватори КРН-4,2 з пристроєм для знищення бур’янів завдяки дії на них струменя полум’я, що утворювалось вна­слідок горіння продуктів переробки нафти. В результаті досліджень було встановлено, що найефективнішим, безпечним і зручним в експлуатації є скраплений природний газ. Виробнича перевірка способу й технічного засобу для боротьби з бур’янами у відкритому ґрунті на розсадних томатах дією на них полум’я, що утворювалось під час горіння газу, з одночасним присипанням бур’янів у рядках підтвердила високу ефективність цієї технології, завдяки якій в овочівництві можна було обійтися без затрат ручної праці для боротьби з бур’янами.

Новизна цього способу й технічного рішення для його реалізації підтверджена відповідним документом на об’єкт права інтелектуальної власності (АС №1424750 А01 В 39/18).

Подальші дослідження були проведені в співпраці з науковцями Інституту газу Національної академії наук України. В результаті виконаних досліджень було розроблено конструкцію і виготовлено дослідну партію «вогневих» культиваторів КО-1,5 для боротьби з бур’янами в теплицях, які ефективно використовували в спеціалізованих господарствах Київського овочево-молочного тресту.

На рис. 1 представлена принципова схема культиватора вогневого КО-1,5.

Одержані позитивні результати роботи вогневих культиваторів у господарстві с. Білогородка Києво-Святошинського р-ну Київської області (на площі 10 га плівкових теплиць) сприяли розробленню промислової технології виробництва безгорщикової розсади овочевих культур і комплексу відповідних машин.

У результаті сумісної роботи ННЦ «ІМЕСГ», Інституту овочівництва і баштанництва НААН, Центрального експериментального технологічного бюро «Промтеплиця» (м. Луганськ) і Харківського заводу тракторних самохідних шасі була розроблена «Операційна технологія промислового виробництва розсади овочевих культур у плівкових теплицях для відкритого ґрунту» та створено комплекс машин на базі низькокліренсного самохідного шасі СШ-28Т. До складу цього комплексу входив, зокрема, вогневий культиватор КО-1,8, створений на заміну КО-1,5 (рис. 3).

Культиватор КО-1,8 забезпечував су­цільне знищення проростків бур’янів до появи сходів овочевої культури і знезараження поверхні ґрунту.

А 1987 року на Казахській машиновипробувальній станції були проведені державні приймальні випробування вищезгаданого комплексу машин, зокрема й культиватора вогневого КО-1,8 (рис. 4) (Протокол № 08- 56-87/1161010 від 19 серпня 1987 року, шифр у системі машин Р.66.85).

У таблиці 1 наведено показники агротехнологічної оцінки культиватора КО-1,8, отримані в процесі лабораторно-польових випробувань

Із розвитком галузі органічного землеробства спосіб вогневої боротьби з бур’янами приваблює своєю екологічною безпекою для навколишнього середовища, на­дійністю та простотою в роботі. Сучасне обладнання культиваторів вогневих безпечне й зручне в експлуатації, дає змогу економно витрачати пальне.

Температуру поверхневого шару ґрунту можна змінювати в широких межах. За потреби суцільного знищення бур’янів у стадії «ниточки» полум’я газових пальників діє на них долі секунди, а температура нагріву становить 60–70°С. Це призводить до незворотних пошкоджень білків у рослинах бур’янів. Температура нагріву поверхневого шару ґрунту регулюється тиском газу, відстанню пальників до поверхні грунту та швидкіс­тю руху агрегату. Водночас мікробіоло­гічні, фізичні та хімічні характеристики поверхневого шару ґрунту практично не змінюються, що доведено дослідженнями компетентних установ світу.

Наразі спільно з Інститутом агроекології і природокористування НААН проводяться дослідження впливу вогневої культивації з пальниками виробництва ТОВ «АЗТЕХ Україна» на шкідливу й корисну мікрофлору ґрунту.

Показниками, за якими можна аналізувати спрямованість процесів у ґрунті і його екологічний стан, є: вміст загальної маси мікроорганізмів у ґрунті, коефіцієнти мінералізації-іммобілізації, оліготрофності і гумусонакопичення, антифунгальна активність ґрунту, кількість і різноманітність мікроміцетів, — що можна продемонструвати на прикладі порівняння характеристик ґрунту контрольних і до­слідних зразків.

Мікробіота характеризується полі­функціональністю і, оскільки бере участь у протилежних реакціях, виконує стабілізуючу функцію метаболічної рівноваги в природі. Завдяки значній поверхні контакту із середовищем, мікробіота проявляє сильну чутливість до мінливих умов існування. А висока швидкість розмноження дає їй можливість у короткий тер­мін виявляти зміни, які виникають під впливом екологічних чинників.

Ґрунт за використання термічних методів боротьби з бур’янами у шарі 0–20 см, за даними досліджень, містить 352,8 мкг вуглецю живої маси мікроорганізмів у 1 г ґрунту, що підтверджує про доволі високу активність мікробіологічних процесів (не знижується порівняно з контролем).

Процес розкладання целюлози як один із показників біологічної активності в ґрунті також активніше перебігає в ґрунті за органічного виробництва, адже він не порушує функціонування складових природної екосистеми.

Мікробіологічні посіви зразків ґрунту, що піддавалися вогневій культивації, також демонструють таксономічну й функціональну структури мікробного ценозу та виявили значну кількість мікроорганізмів, а отже, й високу активність мі­кробіологічних процесів. Це підтверджується й незначною кількістю неактивних спорових форм мікроорганізмів у досліджуваних зразках ґрунту (табл. 2).

Протеолітична активність мікроорганізмів-амоніфікаторів, які мінералізують азотовмісні органічні речовини, нижча, порівняно з тими, які засвоюють мінеральні форми азоту, тобто коефіцієнт їх­ньої мінералізації-іммобілізації більший від одиниці. Це свідчить про переважання процесів деструкції над синтезом і підтверджує дані щодо зменшення вміс­ту гумусу в ґрунті агроекосистеми.

Мікроорганізмів, які здатні засвоювати елементи зі значно розведених розчинів (розведене в 100 разів середовище Ешбі), налічується 24 млн/г ґрунту, але це менше, ніж кількість зимогенної мікрофлори. Коефіцієнт оліготрофності (0,75) характеризує високу забезпеченість ґрунту мікрофлорою навіть за використання вогневої культивації та забезпечення достатньою кількістю елементів живлення.

У рослинних рештках, як правило, переважає вуглець, натомість не вистачає азоту для його розкладання, внаслідок чого стимулюється розвиток азотфіксуючих бактерій. Як результат цього, в усіх грудочках ґрунту виявлено азотобактер і високий уміст інших видів бактерій, які здатні до асиміляції молекулярного азоту атмосфери й трансформації його в доступну рослинам аміачну форму.

За всіма біологічними показниками, які ми використовували, можемо зробити попередній висновок, що застосування вогневої культивації суттєво не знижувало показники біологічної рівноваги ґрунту.

Ступінь знищення бур’янів у рядку і захисній зоні культурних рослин без їхнього пошкодження залежить від роз­мірів самих рослин, місця розташування захисних щитків, кута установки пальників, висоти розташування пальників відносно поверхні ґрунту та віддалення пальників від осі рядка. Дуже важливою є також є здатність оператора точно водити агрегат, бо зміщення пальників може призвести до пошкодження культурних рослин. Тому важливо насамперед забезпечити прямолінійність сівби овочевих і просапних культур. Для цього по­трібні пристрої автоматизованого управління рульовою системою трактора, які працюють у парі із сучасними високоточними радіонавігаційними GNSS-приймачами. Потрібної точності водіння вогневого культиватора можна досягти за умови роботи приймачів у режимі RTK. Такий режим може бути забезпечений за допомогою сигналу диференціальної корекції, який може бути отриманий із власної базової станції або придбаний у операторів RTK-мереж України.

Проте зазначене обладнання високовартісне — на ринку України його ціна становить для пересічного фермера близько 15 тис. євро. Така ціна для фермера з невеликими обсягами виробництва нерентабельна. Тому ННЦ «ІМЕСГ» та низка фірм працюють над здешевленням цього вкрай необхідного для виробників обладнання. Зокрема, є тенденція заміни дорогих тракторних ISOBUS-терміналів на планшетні ПК, які працюють на операційних системах Android або Windows та є масовим дешевим продуктом. Також на ринку з’явились відносно недорогі двочастотні GNSS-чіпи фірми UBLOX, які дають змогу будувати комплекти RTK-навігації за низькою ціною.

На ринку програмного забезпечення для автоматизованого водіння агрегатів також з’явились нові пропозиції, а саме: програми Field Bee від українсько-нідерландської фірми Efarmer та інші, вартість яких становить менше як 500 євро.

ННЦ «ІМЕСГ» також підготував комплект тракторної навігації на основі програми AgOpenGPS, планшетного ПК на Windows із вбудованим двочастотним GNSS RTK-приймачем власної розробки. Також розроблено електропривід системи рульового керування для забезпечення функції повного автопілоту. Ці системи можуть бути використані на будь-якій техніці для догляду за рослинами з мінімальними захисними зонами.

Перший в Україні промисловий зразок культиватора вогневого розроблено й виготовлено ТОВ «АЗТЕХ Україна», що нині проходить виробничу перевірку.

Він має такі показники призначення:

суцільне випалювання бур’янів у стадії білої ниточки перед появою сходів культурної рослини;

випалювання бур’янів у рядках і захисних зонах культурних рослин;

випалювання бур’янів у міжряддях культурних рослин;

випалювання бур’янів і їхнього насіння в післязбиральний період;

термічне знезараження приміщень птахоферм.

Технічна характеристика:

агрегатування — трактори класу 1,4– 2,0;

ширина захвату, м — 6;

швидкість руху, км/год — 1–3,6;

пальне рідка фракція газу пропан-бутан;

тиск газу в системі, бар — 0,5–3;

витрати газу, л/га — 20–60.

Висновки

За даними попередніх досліджень, використання термічного методу (вогневої культивації) забезпечує ефективну боротьбу з бур’янами й суттєво не знижує показників біологічної рівноваги ґрунту.

Одержані попередні результати потребують подальшої співпраці науковців і виробників технічних засобів для підтвердження ефективності термічного методу для боротьби зі шкодочинними організмами в інших галузях.

В. Адамчук, д-р техн. наук, академік НААН, директор ННЦ «ІМЕСГ»,

М. Мінц, директор ТОВ «АЗТЕХ Україна»,

А. Борис, І. Савченко, М. Грицишин, кандидати техн. наук,

П. Рихлівський, наук. співробітник, ННЦ «ІМЕСГ»,

В. Галай, С. Нечипорук, інженери, ТОВ «АЗТЕХ Україна»,

Є. Ткач, канд. біол. наук, С. Мазур, еколог, ІАіП НААН

журнал "Пропозиція"