Агротехнические показатели рабочих органов культиватора ККП-1,5А при уходе в лесных питомниках

При выращивании посадочного материала в лесных питомниках агротехнический уход за растениями является важной технологической операцией, так как оказывает существенное влияние на их рост и развитие. Однако качество агротехнического ухода зависит от типа и конструктивных параметров рабочих органов культиватора. Определение качественных показателей работы культиватора с разными рабочими органами при уходе за выращиваемым посадочным материалом в питомнике представляет научный и практический интерес как при разработке новых и модернизации существующих лесных культиваторов, так и при их эксплуатации.

Основными конструктивными параметрами культиваторов для лесных питомников являются ширина захвата, тип рабочих органов и их размещение на раме. Эти показатели зависят от вида ухода, схемы посева и количества рядков растений на посевной ленте.

Современные лесные сеялки обеспечивают 5-строчный посев семян хвойных пород в посевном отделении питомника с расстоянием между строчками 22,5 см. Сажалки для посадки сеянцев в школьном отделении питомника осуществляют 5-рядную посадку с расстоянием между рядками 25 см. В связи с этим конструктивной особенностью культиваторов для лесных питомников должна стать возможность настройки их рабочих органов для работы по разным схемам размещения рядков на посевной ленте [1–3].

Основная цель агротехнического ухода в лесных питомниках заключается в уничтожении сорной растительности и рыхлении верхнего (до 10 см) слоя почвы для обеспечения необходимого водно-воздушного режима в зоне расположения и развития корневой системы растений. Кроме того, на тяжелых бесструктурных почвах образуется почвенная корка, которая отрицательно влияет на рост и развитие сеянцев, поэтому в этих условиях необходимо осуществлять ее разрушение [2, 4–6].

Таким образом, рабочие органы культиватора для лесных питомников должны рыхлить почву, уничтожать сорную растительность, разрушать почвенную корку и иметь возможность регулировки глубины обработки почвы от 2 до 10 см.

Цель наших исследований – повысить эффективность ухода за посадочным материалом в лесных питомниках за счет разработки рыхли-тельно-подрезающей лапы культиватора комбинированного для питомников ККП-1,5А.

Объекты исследований и методика

ККП-1,5А (рис. 1) состоит из следующих основных узлов: опорных колес 1 , рабочих органов 2 , поперечного бруса 3 , универсальных стрельчатых лап 4 , параллелограммного механизма 5 и гидроцилиндров 6 . Культиватор агрегатируется с самоходным шасси Т-16М. Тракторист должен управлять агрегатом таким образом, чтобы не повреждать растения и выдерживать заданную ширину защитной зоны.

Рабочие органы культиватора смонтированы на поперечном брусе 3 с помощью передвижных кронштейнов. Такое крепление обеспечивает возможность переустанавки рабочих органов как по высоте (для изменения глубины обработки почвы), так и вдоль бруса 3 (для настройки на различные схемы размещения рядков на ленте). Регулировать глубину хода рабочих органов можно также путем подъема или опускания опорных колес 1 , одно из которых перемещается по ленте между 1- и 2-м, а другое – между 4- и 5-м рядками растений. Глубина рыхления почвы регулируется от 2 до 10 см. Параллелограмный механизм 5 обеспечивает копирование микрорельефа почвы. К боковинам поперечного бруса 3 прикреплены кронштейны для установки универсальных стрельчатых лап 4 , предназначенных для обработки почвы в междурядьях. Гидроцилиндры 6 используют для перевода культиватора в рабочее и транспортное положения.

Основные схемы посева, на которые рассчитан культиватор, следующие: 5-рядная

Рис. 1. Схема экспериментального образца культиватора комбинированного для питомников ККП-1,5А

с шириной междурядий в ленте 22,5 см; 6-рядная с попарно сближенными посевными строчками – 10–25–10–25–10 и 10–30–10–30–10 см.

В результате исследований нами разработана рыхлительно-подрезающая лапа (рис. 2) для культиватора ККП-1,5. Предложенная конструкция рыхлительно-подрезающей лапы представляет собой стойку толщиной 12 мм и шириной 52 мм с двухсторонней заточкой передней ее части под углом 15° и ее отклонением назад от вертикали на 15°. В нижней части стойка с двух сторон снабжена крыловидными ножами с углом заточки 15°, установленными под углом 140° и с отклонением от вертикальной плоскости на 110°.

Такая конструкция рыхлительно-подреза-ющей лапы обеспечивает вертикальный разрез почвы, что исключает обволакивание стойки корнями сорной растительности. Крыловидные ножи подрезают сорную растительность и одновременно рыхлят почву.

Ширина захвата рыхлительно-подрезающей лапы принята равной 11 см для обеспечения ширины защитной зоны в пределах 5 см.

Нами были проведены исследования по выбору наиболее эффективных типов рабочих

Рис. 2. Рыхлительно-подрезающая лапа

органов культиватора ККП-1,5А. С этой целью кроме рыхлительно-подрезающей лапы (рис. 3а) были испытаны долотообразные зубья (рис. 3б) и игольчатые диски (рис. 3в), применяемые в сельскохозяйственных культиваторах и почвообрабатывающих машинах [7–10].

Заимствованные у сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин долотообразные зубья (см. рис. 3б) предназначены для рыхления почвы без выноса ее нижних слоев на поверхность. Конструктивная особенность долотообразного зуба состоит в том, что отогнутый носок его стойки выполнен в виде заостренного долота шириной 20 мм. Такая конструкция обеспечивает хорошее заглубление в почву, поэтому его целесообразно использовать для рыхления уплотненной почвы. В поперечном сечении разрыхленный долотообразным зубом слой почвы имеет форму трапеции с малым основанием на дне бороздки, равным 2 см, и наклоном ее боковых сторон к вертикальной плоскости под углом 30° [1, 7, 9, 10]. Таким образом, при глубине обработки почвы 8–10 см ширина разрыхленного верхнего слоя почвы превышает рабочую ширину долотообразного зуба и достигает 10 см. Поэтому для предотвращения повреждения корневой системы растений при ширине междурядий 22,5 см ширина защитной зоны должна составлять не менее 5 см.

Игольчатые диски используют для разрушения почвенной корки в рядках растений и уничтожения сорняков. При проведении агротехнических уходов применяли игольчатые диски (см. рис. 3в) диаметром 300 мм и шириной рабочей части иглы 25 мм. Для увеличения ширины обработки почвы игольчатые диски собраны в секции по 2 диска в каждой с расстоянием между ними 5 см. При этом ширина захвата каждой секции составляла около 10 см при ширине защитной зоны 5–6 см.

В процессе работы игольчатые диски свободно вращаются на осях кронштейнов, закрепленных на брусе культиватора, и при поступательном движении агрегата заглубляются в почву на глубину до 4 см. При этом происходит разрушение почвенной корки, разрыв корневой системы сорняков и их извлечение на поверхность почвы.

При оценке качественных показателей ухода за растениями в лесных питомниках определяли ширину обработанной почвы, ширину защитной зоны, фракционный состав разрыхленной почвы (размерные показатели почвенных частиц) и степень уничтожения сорняков. Повторность проведения опытов – 5-кратная с количеством замеров в каждом опыте не менее 30. Полученные результаты исследований обработаны общепринятыми методами математической статистики.

АБ  В

Рис. 3. Сменные рабочие органы культиватора ККП-1,5А

Результаты и обсуждение

Исследования по определению агротехнических показателей рабочих органов культиватора ККП-1,5А при уходе за укрупненными сеянцами ели проводили в питомнике Московской обл. Схема размещения 5-ти рядков на ленте – 22,5–22,5–22,5–22,5–70 см при междурядном расстоянии между соседними лентами 1,5 м. Влажность почвы в слоях 0–5 и 5–10 см составила соответственно 23,8 и 25,1 %, плотность почвы – 0,9 и 1,26 г/см3. Средняя высота 3-летних укрупненных сеянцев ели – 35,6 см, густота сеянцев в ряду – около 100 шт./пог. м. Количество сорняков варьировало от 30 до 40 шт./м2.

Агротехнические показатели рабочих органов культиватора при уходе за укрупненными сеянцами приведены в таблице. Сравнительный анализ данных таблицы показывает, что наиболее высокие показатели агротехнического ухода за укрупненными сеянцами получены при использовании рыхлительно-подрезающих лап.

Так, степень уничтожения сорной растительности составила 85,5 %, а доля фракций разрыхленной почвы размером до 50 мм достигала 90 %. Игольчатые диски обеспечивали хорошее разрушение почвенной корки: количество мелких (менее 10 мм) фракций почвы составило около 30 %, однако степень уничтожения сорной растительности была ниже (68,4 %), чем у других типов рабочих органов. Долотообразные зубья обеспечивали максимальную глубину обработки почвы (в среднем 6,3 см) и наиболее крупный фракционный состав разрыхленной почвы (количество фракций почвы более 50 мм – 19,4%) по сравнению с другими рабочими органами.

Таким образом, разработанная в результате исследований рыхлительно-подрезающая лапа для культиватора ККП-1,5А обеспечивает максимальную степень уничтожения сорной растительности при уходе за укрупненными сеянцами в питомниках по сравнению с другими исследуемыми типами рабочих органов.

Агротехнические показатели рабочих органов культиватора ККП-1,5А при уходе за укрупненными сеянцами ели

Показатель	Тип рабочих органов
	Рыхлительно-подрезающие лапы	Игольчатые диски	Долотообразные зубья
Рабочая скорость, км/ч	1,6	1,6	1,6
Средняя глубина обработки почвы, см	5,5±1,5	3,5±1,2	6,3±1,6
Средняя ширина обработки почвы, см	11,8±1,3	8,5±1,4	9,3±1,6
Средняя ширина защитной зоны, см	5,4±1,5	7,5±1,2	6,6±1,8
Фракционный состав разрыхленной почвы, %: до 10 мм	21,9	30,3	12,0
от 10 до 50 мм	67,3	60,4	58,6
более 50 мм	10,8	9,3	19,4
Степень уничтожения сорняков, %	85,5	68,4	72,6