Обоснование способа заделки пожнивных остатков по технологическим показателям агрегатов

Одним из перспективных и эффективных способов сокращения количества пожнивных остатков на поле и использование их в качестве удобрения по мнению многих авторов [2, 3, 4, 8, 12] является заделка в почву с раздельной либо одновременной обработкой микробиологическими препаратами и жидкими карбамидно-аммиачными смесями КАС по схеме на рисунке 1.

Предлагаемый способ обработки предоставляет следующие преимущества:

• -    биопрепараты обеспечивают быстрое разложение растительных остатков, подавляют развитие патогенной микрофлоры, нейтрализуют органические и многие неорганические загрязнители почвы;

• -    карбамидно-аммиачные смеси насыщают почву требуемыми элементами питания, в

том числе азотом, расходуемым на разложение соломы;

• -    поверхностная обработка почвы обеспечивает быструю заделку в почву обработанных пожнивных остатков указанными выше биопрепаратами, защищая их от воздей ствия ультрафиолетовых лучей и кислорода воздуха.

18                  Агротехника и энергообеспечение. – 2021. – № 2 (31)

1 - агрегат для опрыскивания пожнивных остатков; 2 - почвообрабатывающий агрегат Рисунок 1 - Схема движения техники при заделке пожнивных остатков

Однако такой способ заделки соломы имеет недостатки:

• 1.    Относительно высокая цена препаратов, как впрочем, любых других удобрений, пестицидов, гербицидов и т. д.

• 2.    Выполнение дополнительных операций таких, как опрыскивание (рисунок 1), доставка компонентов смеси и заправка опрыскивателя, что также требует дополнительных затрат;

• 3.    Проведение операций по указанному способу имеют ограничения по погодным условиям и времени, что требует строгой согласованности работы агрегатов, но опрыскиватели, как правило, имеют большую производительность, нежели почвообрабатывающие агрегаты.

Преимущества и недостатки характерные для указанного в статье способа составляют актуальность совершенствования технологии заделки соломы в почву и являются предпосылками к разработке эффективных способов и технических средств для ее реализации.

В связи с этим считаем целесообразным проводить заделку пожнивных остатков с использованием комбинированных агрегатов, составленным по схемам на рисунке 2 [4].

Основная часть

Как было уже указано выше, для реализации эффективного способа заделки пожнивных остатков в почву могут быть использованы комбинированные агрегаты, составленные по схемам:

• -    с размещением элементов опрыскивателя на почвообрабатывающее орудие (рисунок 2, а );

• -    с размещением элементов опрыскивателя на тракторе (рисунок 2, б ).

Предпосылками к выбору указанных схем комбинированных агрегатов стали следующие их возможности [1, 2, 4, 5, 6, 7, 10, 11]:

• -    снижение уплотнения почвы при проходе по ней тракторов и других сельскохозяйственных машин, задействованных в обработке поля;

• -    сокращение сроков проведения полевых работ, что весьма важно в условиях неустойчивой погоды;

• -    уменьшение расхода топлива и трудозатрат на обработку гектара площади.

  

а                                           б а - схема агрегата с размещением элементов опрыскивателя на почвообрабатывающее орудие; б - схема агрегата с размещением элементов опрыскивателя на тракторе; 1 - трактор; 2 - штанга опрыскивателя; 3 - емкость раствора для обработки пожнивных остатков; 4 -почвообрабатывающее орудие

Рисунок 2 - Схемы комбинированных агрегатов для заделки пожнивных остатков в почву

Представленные комбинированные агрегаты позволят обеспечить выполнение следующих операций:

• -    обработка пожнивных остатков биопрепаратами + поверхностная обработка почвы;

• -    обработка пожнивных остатков жидкими удобрениями КАС + поверхностная обработка почвы;

• -    обработка пожнивных остатков биопрепаратами и жидкими удобрениями КАС + поверхностная обработка почвы.

Целью представленных в статье исследований является обоснование эффективности предлагаемого способа заделки пожнивных остатков методом сравнительной оценки технологических показателей работы предлагаемого комбинированного агрегата (рисунок 3) и агрегатов, используемых в существующих технологиях поверхностной обработки почвы после уборки зерновых культур (рисунок 1).

При этом к оценке были приняты следующие способы заделки пожнивных остатков с учетом наличия техники на предприятии (НОПЦ «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ), где проводились исследования:

• -    контрольный способ – поверхностная обработка почвы дисковой бороной (трактор К-744 P4 + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660) ;

• -    базовый способ № 1 (по схеме на рисунке 1) – обработка пожнивных остатков биопрепаратами прицепным опрыскивателем (трактор МТЗ 82 + опрыскиватель AMAZONE UX 3200) + поверхностная обработка почвы дисковой бороной (трактор К-744 P4 + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660) ;

• -    базовый способ № 2 (по схеме на рисунке 1) – обработка пожнивных остатков жидкими удобрениями КАС прицепным опрыскивателем (трактор МТЗ 82 + опрыскиватель AMAZONE UX 3200) + поверхностная обработка почвы дисковой бороной (трактор К-744 P4 + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660) ;

• -    базовый способ № 3 (по схеме на рисунке 1) – обработка пожнивных остатков биопрепаратами и жидкими удобрениями КАС прицепным опрыскивателем (трактор МТЗ 82 + опрыскиватель AMAZONE UX 3200) + поверхностная обработка почвы дисковой бороной (трактор К-744 + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660) ;

• -    экспериментальный способ № 1 (по схеме на рисунке 3) – обработка пожнивных остатков биопрепаратами + поверхностная обработка почвы опытной моделью комбинированного агрегата;

• -    экспериментальный способ № 2 (по схеме на рисунке 3) – обработка пожнивных остатков жидкими удобрениями КАС + поверхностная обработка почвы опытной моделью комбинированного агрегата;

• -    экспериментальный способ № 3 (по схеме на рисунке 3) – обработка пожнивных остатков биопрепаратами и жидкими удобрениями КАС + поверхностная обработка почвы опытной моделью комбинированного агрегата.

  

а                                     б а – вид агрегата сверху; б – вид агрегата сбоку; 1 – трактор К-744 P4; 2 – штанга опрыскивателя; 3 – емкость раствора для обработки пожнивных остатков; 4 – дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660

Рисунок 3 – Схема опытной модели комбинированного агрегата для заделки пожнивных остатков в почву

В состав опытной модели комбинированного агрегата по схеме на рисунке 3 включены трактор К-744 P4, дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660 и элементы опытного образца опрыскивателя. При проведении работ комбинированный агрегат выполняет операции:

• 1.    Обработка пожнивных остатков только биопрепаратами, или только жидкими удобрениями КАС, либо совместно биопрепаратами и жидкими удобрениями КАС. При этом обработка пожнивных остатков раствором биопрепарата и удобрений осуществляется навешенной на трактор 1 штангой опрыскивателя 2 из емкости 3 .

• 2.    Заделка обработанных пожнивных остатков дисковой бороной 4 .

В качестве примечания следует отметить, что при проведении полевых исследований использовался экспериментальный прототип разрабатываемого комбинированного агрегата, в котором в качестве имитации емкости раствора для обработки пожнивных остатков на заднюю ось трактора К-744 P4 устанавливался дополнительный груз весом 2 тонны, а вместо штанги опрыскивателя навешивали груз весом 100 кг с учетом имеющегося на тракторе балластного груза.

Задачи исследований

• 1.    Разработать эффективный способ заделки пожнивных остатков в почву с применением биопрепаратов и жидких карбамидно-аммиачных смесей (КАС) [4];

• 2.    Разработать модель комбинированного агрегата для реализации разрабатываемого способа;

• 3.    Обосновать эффективность предлагаемого способа заделки пожнивных остатков.

Методы и материалы

Объектом исследования принята технология поверхностной обработки почвы с применением средств для ускорения разложения соломы.

Предмет исследования – технические средства обработки препаратами и заделки в почву пожнивных остатков [4]:

• -    агрегат для опрыскивания пожнивных остатков – трактор МТЗ 82 + опрыскиватель AMAZONE UX 3200;

• -    почвообрабатывающий агрегат – трактор К-744 P4 + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660;

• -    опытная модель комбинированного агрегата – трактор К-744 + опрыскиватель + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660.

Методы исследования – сравнительная оценка технологических показателей работы предлагаемого комбинированного агрегата (рисунок 3) и агрегатов, используемых в существующих технологиях поверхностной обработки почвы после уборки зерновых культур (рисунок 1), полученных в результате проведения фотохронометража.

Условия исследований: поверхностная обработка почвы после уборки зерновых культур контрольным, базовым и экспериментальным способами [4].

Сравнительную оценку способов заделки пожнивных остатков проводили по следующим технологическим показателям работы агрегатов:

• 1.    Производительность агрегата за час основного времени ω , га/ч;

• 2.    Сменная производительность агрегатов W СМ , га;

• 4.    Расход топлива за смену Q СМ , л;

• 5.    Трудозатраты на выполнение работ за смену Ч СМ , чел.-ч.

Результаты исследований

В качестве обоснования представленных в статье положений в таблице 1 приведены результаты основных технологических показателей агрегатов для сравнительной оценки способов заделки пожнивных остатков в почву, полученных при полевых испытаниях.

Таблица 1 – Результаты основных технологических показателей агрегатов при сравнительной оценке способов заделки пожнивных остатков в почву при 8-ми часовой смене

Наименование способа и сельскохозяйственной техники	Н    К о у и И g 2 л ^ и R й а О  СО к g о о Й о mug со   Cl  5 О  cd  К к °	§ g ё & » D Н Cl	О ^ u S Й К	cd cd tj § s g O) о g о u cd ^	cd м о
Контрольный способ – поверхностная обработка почвы дисковой бороной
Трактор К-744 P4 + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660	7,678	4,833	37,108	333,97	8
Базовый способ № 1, 2 и 3 – обработка пожнивных остатков (только биопрепаратами, только жидкими удобрениями КАС, совместно биопрепаратами и КАС) прицепным опрыскивателем + поверхностная обработка почвы дисковой бороной
Трактор МТЗ 82 + опрыскиватель AMAZONE UX 3200	22,325	1,6	37,108	25,976	8
Трактор МТЗ 1221 + машина для внесения жидких удобрений МЖТ-10 (подвоз воды)	–	–	–	11,4	8
Трактор К-744 P4 + дисковая борона Rabe Königsadler KS 54/660	7,678	4,833	37,108	333,97	8
Всего:			37,108	371,346	24
*Экспериментальный способ № 1, 2 и 3 – обработка пожнивных остатков (только биопрепаратами, только жидкими удобрениями КАС, совместно биопрепаратами и КАС) + поверхностная обработка почвы опытной моделью комбинированного агрегата
Трактор МТЗ 1221 + машина для внесения жидких удобрений МЖТ-10 (подвоз воды)	–	–	–	8,2	8
Опытная модель комбинированного агрегата при рабочей скорости движения	7,678	3,7	28,409	267,041	8
Всего:			28,409	275,241	16

* Значения показателей получены при предварительном моделировании экспериментального способа проведения обработки и в дальнейшем будут подвергнуты уточнениям

Заключение

Результаты предварительных сравнительных исследований способов заделки пожнивных остатков в почву (таблица 1) показали, что при снижении общей сменной производительности экспериментального агрегата по сравнению с базовым на 23,44 %, удалось снизить значения следующих показателей: