Спецможливості
Техніка та обладнання

Який агрегат «накопичує» більше вологи

24.01.2020
1784
Який агрегат «накопичує» більше вологи фото, ілюстрація

На сьогодні інформація про глибокорозпушувачі (або чизелі) широко представлена в багатьох джерелах. Зокрема, результати їхніх випробувань та експлуатації містять різнобічну характеристику конструкційно-технологічних переваг цих машин.

 

 

 

 

 

 

Однак процес широких випробувань, попри те, що є плідним рушієм розвитку техніки, потребує значних витрат матеріально-фінансових ресурсів, затрат праці та часу. І тому серед десятків видів випробувань останнім часом набуває привабливості проведення стислих за кількіс­тю контрольованих показників та економічних за ресурсами випробувань, які мають назву «фокус-тести».

Фокус-тест — це точкове оцінювання роботи машини за обмеженою кіль­кістю (один або декілька) показників, у результаті чого можливо встановити кількісні чи якісні характеристики, притаманні досліджуваній машині, та фахово надати їй доведеної привабливості для належного виведення на ринок аграрної техніки.

Чизель-глибокорозпушувач ЧГ-40 виробництва ТОВ «Краснянське СП “Агромаш”» призначений для основного глибокого обробітку ґрунту без обертання пласта ґрунту та руйнування плужної підошви. Він сприяє оптимізації водно-повітряного режиму ґрунту, забезпечує покращену водопроникність, утримання вологи та її довготривале використання.

Ця інформація стала вихідною під час вибору у фокус-тесті показника водопроникнення як критерія оцінювання й подальшого порівняння з аналогічним показником іншого знаряддя (у цьому варіанті — дискового лущильника).

У конструкції глибокорозпушувача поєднано комбінований принцип обробітку ґрунту, який спирається на одночасну дію двох робочих органів, зокрема лапового типу в складі дугоподібної стійки з клиноподібним долотом (а), допоміжними криволінійними площинами (б), різальними площинами (в) та дугоподібних зубів котка. Долото руйнує плужну підошву, розпушує горизонт на глибину ходу лапи з покращеними показниками розпушення середніх і поверхневих шарів ґрунту, розрізає грудки та рослинні включення завдяки криволінійним площинам, а дугоподібні зуби тандемного котка сприяють розбиванню грудок, перемішуванню рослинних решток із верх­нім шаром ґрунту, покращенню ґрунтової водопроникності та аерації.

Під час визначення водопроникності ґрунту було запропоновано перевірити та порівняти цей критерій і в чизеля та лущильника в умовах імітування сильної зливи, оскільки за посухи саме така кількість опадів має бути засвоєна ґрунтом. За метеорологічним визначенням, сильна злива — це явище, за якого кількість опадів за 40–60 хвилин становить 30 мм і більше.

Ґрунтовий профіль після проходу чизеля-глибокорозпушувачаБазовими технічними параметрами глибокорозпушувача є робоча ширина захвату 4 м; кількість глибокорозпушувальних лап — 7 шт.; відстань між лапами за шириною машини в рядах — 1000-1400 мм; рознесення лап у рядах — 1000 мм; ширина долота — 80 мм; ширина додаткових крил — 400 мм; крок установлення лап — 900 мм; ширина лапи — 450 мм.

Умови випробувань: агрофон — ґрунт без обробітку, стерня ярого ячменю. Висота стерні — 13,6 см, маса пожнивних решток (стерня, солома) — 480 г/м2. Агрегатування — трактор McCormick X8.680 потужністю 310 к. с.

Ґрунтовий профіль після проходу чизеля-глибокорозпушувачаВологість та твердість ґрунту в шарах 0–30 см відповідно становили: 15,3–16,3% та 1,73–2,96 МПа, що свід­чить про відносну для цього періоду сухість і твердість ґрунту.

Режими роботи — установлена глибина ходу робочих органів/швидкість руху: перший варіант — 25 см/8 км/год; другий варіант — 28,5 см/6 км/год. Контроль — лущення стерні дисковим агрегатом на глибину 5–6 см.

Оцінку якості роботи проводили через показник інтегральної водопроникності ґрунту, який відображає сумарний об’єм поглинутої води через фіксовану площу за період спостережень 45 хвилин (мл/см2).

Виконання поставленого завдання вирішували шляхом застосування спеціального пристосування і методології його використання. Пристосування має вигляд двох металевих концентричних циліндрів малого й великого діаметрів, занурених у ґрунт. Зокрема, малий циліндр забезпечував фіксовану площу водопоглинання, а великий — створював водний екран для унеможливлення міграції облікового об’єму води поза вертикальним напрямком. За методологією необхідно постійно контролювати рівень води в малому циліндрі, фіксуючи долитий об’єм рідини. У міжциліндровому просторі під час проведення вимірів також має бути стабільний рівень води.

 

Коментарі за результатами випробувань:

Обраний період спостережень дав змогу зімітувати багаторазову кількість злив для ілюстрації інтенсивності водопоглинання (3 мм/см2 водопроникнення відповідають 30 мм опадів — блакитна зона А на графіку).

У контрольному варіанті (лущення) ґрунт спроможний поглинути за час спостережень (45 хв) лише половину (15 мм) опадів зливи, друга половина збіжить у яри і не буде поглинута. При цьому вода просочиться вглиб на 21 см, залишаючи нижній шар (20– 30 см) без зміни його вологості.

Ґрунт, оброблений чизелем, в обох варіантах спроможний поглинути всю кількість опадів сильної зливи за 2–4 хв та збільшити рівень водопроникності в 5–5,5 раза порівняно з контролем. Це забезпечує провальне акумулювання гравітаційної вологи в нижніх шарах ґрунту та інтенсивне поглинання вологи утвореними після розпушення ґрунтовими агрегатами, при цьому водопоглинання в міжрядді інтенсивніше, ніж у рядку. В обробленому чизелем ґрунті вода за 45 хв просочиться на 24–32 см, збільшивши вологість нижніх шарів (20–30 см) у 1,5–1,6 раза. В цілому ґрунт, оброблений ЧГ-40, спроможний за 45 хв «засвоїти» від трьох до п’яти одночасних злив, при цьому:

за глибини ходу робочих органів 25 см (без руйнування плужної підошви) поглинає 100 мм опадів;

за глибини 28,5 см (нижче плужної підошви) інтенсивність вологопоглинання зростає в 1,5 рази і становить 150 мм.

Таким чином, чизельний обробіток за змінами в структурі ґрунту ідеально придатний для зяблевого обробітку, оскільки забезпечує поглинання будь-якої кількості води в осінньо-зимовий період, а також його можна рекомендувати для обробітку схилів для запобігання стіканню води.

За результатами випробувань складено зареєстрований в УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого протокол, форма якого подана нижче.

На ринку України представлені глибокорозпушувачі (або чизелі) з робочими органами різної форми, які, відповідно, чинять різний вплив на ґрунт та поверхню поля під час його обробітку.

Так, наступним претендентом на випробування щодо забезпечення водопроникності ґрунту став чизель-глибокорозпушувач ЧГ-40-02 (також виробництва ТОВ «Краснянське СП “Агромаш”»). Як і попередня машина, він призначений для якісного глибокого обробітку ґрунту та руйнування плужної підошви. Особлива конструкція робочих органів сприяє оптимізації водно-повітряного режиму ґрунту, забезпечує покращену водопроникність, утримання вологи та її довготривале використання.

У конструкції чизеля-глибокорозпушувача поєднано комбінований принцип обробітку ґрунту, що спирається на одночасну дію двох робочих органів, зокрема, лапи паркетного чизеля у складі асиметричної стійки (а) і долота (б) та дугоподібних зубів котка. Під час роботи лапа руйнує плужну підошву, розпушує горизонт на глибину ходу, а дугоподібні зуби тандемного котка забезпечують дренаж та аерацію поверхневого ґрунтового шару.

У процесі визначення водопроникності ґрунту було запропоновано перевірити та порівняти цей критерій із відповідними у чизеля і плуга в умовах імітування сильної зливи, оскіль­ки в умовах посухи саме таку кількість опадів потрібно засвоїти ґрунту.

Базовими технічними параметрами глибокорозпушувача є робоча ширина захвату — 4 м; кількість глибокорозпушувальних лап — 4 шт.; крок установки лап — 900 мм; ширина лапи — 450 мм. Особливості конструкції: лапові робочі органи — асиметрична стійка (а) та лапа (б), що виконані у вигляді окремих, послідовно розміщених ламаних площин, забезпечують відокремлення та зсування скиби у вертикальній і горизонтальній площинах, створюючи розгалужену мережу тріщин у міжлаповому просторі; розміщення лап — фронтальне з попарно-зустрічною асиметрією, що забезпечує протікання процесу стискання і релаксації защемлених у міжлаповому просторі ґрунтових масивів та їхнє інтенсивне розпушення.

Фіксація глибини просочуванняУмови випробувань: низький агрофон — без обробітку ґрунту, після збирання ярого ячменю. Висота стерні становила 13,6 см, маса пожнивних решток (стерня, солома) — 480 г/м2. Агрегатування — трактор Landini 220 потужністю 200 к. с..

Вологість та твердість ґрунту в шарах 0–30 см відповідно становили: 15,3–16,3% та 1,73–2,96 МПа, що свід­чить про відносну для цього періоду сухість і твердість ґрунту.

Режими роботи — установлена глибина ходу робочих органів/швидкість руху: перший варіант — 30 см/8 км/ год; другий варіант — 33,0 см/6 км/год. Контроль — оранка на глибину 30 см.

Оцінку якості роботи проводили через показник інтегральної водопроникності ґрунту, який відображає сумарний об’єм поглинутої води через фіксовану площу за період спостережень — 45 хв (мл/см2).

 

Ґрунтовий профіль після проходження чизеля-глибокорозпушувачаКоментарі за результатами випробувань:

вибраний період спостережень дав змогу зімітувати багаторазову кількість злив для ілюстрації інтенсивності водопоглинання (3 мм/см2 водопроникнення відповідають 30 мм опадів — блакитна зона А на графіку).

Зораний на середню глибину (hcep. = 31,5 см) ґрунт та оброблений чизелем (hсер. = 30,8 см) мають близький характер поглинання води і здатні поглинути 30 мм опадів зливи за 5–10 хв. При цьому рівень водопроникнення обробленого чизелем ґрунту за глибини ходу 25 см у перші хвилини в 1,1– 1,2 рази, а за глибини 30 см — майже вдвічі вищий, аніж після обробітку плугом.

Надалі інтенсивність поглинання в обох варіантах обробітку (чизель та плуг) вирівнюється, що свідчить про однакову якість обробітку ґрунту та утворення в розпушених шарах дрібних агрономічно цінних (діаметром до 10 мм) ґрунтових агрегатів, що інтенсивно набухають та поглинають вологу.

Основним чинником, що впливає на інтенсивність поглинання вологи, є не спосіб обробітку, а лише його глибина: так, за глибини обробітку 32–33 см у плуга і в глибокорозпушувача ЧГ-40-2 вимірювані показники дуже близькі й дещо вищі, ніж за глибини 30 см. Причому за 45 хв вода просочиться на 35 см, і вологість ниж­ніх шарів зросте в 1,7 раза. В цілому в нижніх шарах зораного ґрунту може бути засвоєно вологи опадів більше ніж двох одночасних злив як у варіанті оранки, так і чизелювання.

Таким чином, цей чизель рекомендується для господарств із важкими ґрунтами і невеликим горизонтом залягання гумусу, які мають технологічні традиції й культуру використання оранки і водночас мають альтернативу вибору знаряддя зі значно вищою продуктивністю — ширина захвату глибокорозпушувача 4 м проти 5х0,35 = 1,65 м у плуга.

За результатами проведених випробувань складено зареєстрований в УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого протокол.

 

В. Погорілий, заст. директора

Л. Шустік, канд. техн. наук,

Н. Нілова, наук. співробітник,

С. Степченко, наук. співробітник,

В. Супрун, інженер І категорії

УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

 

Журнал «Пропозиція», №11, 2018 р.

Інтерв'ю
Марія Махновець (ліворуч), експерт з органічного трейдингу, на виставці BIOFACH, Нюрнберг, Німеччина, разом з експертами аграрного ринку - André Pilling та Марією Дідух (проект "Agritrade Ukraine")
Україна посідає 10 місце в світі з виробництва органічних зернобобових культур, по олійним та зерновим знаходиться на 6-й позиції. Основні напрямки експорту - Нідерланди, Німеччина, Великобританія,
FAO не тільки переймається питанням, як нагодувати людство, а й намагається спрогнозувати прийдешнє АПК. Яким буде сільське господарство через 10 років, розповідає експерт FAO, українець Андрій Ярмак.

1
0