Перспектива внесения минеральных удобрений посевными комплексами отечественного и зарубежного производства. Анализ

Современный рынок представлен большим количеством посевной техники [1] с определенными особенностями. На выбор посевных агрегатов влияет множество факторов: тип почвы, технология возделывания, климатическая зона и др. [2].

На отечественном рынке комбинированных посевных машин представлены сеялки серии FEAT, производимые на территории Республики Алтай [3]. Сравнительные характеристики линейки данных сеялок даны в табл. 1.

Методы исследований и результаты

Компания из Свердловской области производит многофункциональные комбинированные агрегаты «Урал» (ПК-9), «Чародейка» (МПП) и «Союз» (КА-6/8). За один проход они выполняют обработку почвы с выравниванием и мульчированием поверхностного слоя растительными остатками, с одновременным высевом зерновых и зернобобовых культур, с полосным распределением семян и прикатыванием посевов (табл. 2) [4].

Таблица 1 Сравнительные технические характеристики посевных комплексов серии FEAT (по данным предприятий-производителей)

Показатель	540МБ	850МБ	1080МБ
Производительность, га/ч	5,4–6	8,5–9,5	10,8–12
Ширина захвата, м	5,4	8,5	10,8
Количество дисковых сошников, шт.	36	56	72
Ширина сеялки в рабочем положении, м	5500	8700	11000
Потребляемая мощность, кВт	155	260	350
Цена производителя, тыс. руб.	4990	5990	7050

Таблица 2

Техническая характеристика комбинированных агрегатов, выпускаемых свердловским заводом (по данным предприятия-производителя)

Показатель	«Урал» ПК-9	«Чародейка» МПП-6	«Союз» КА-8
Производительность, га/ч	11	7,2	9,5
Ширина захвата, м	9	6	8
Рабочая скорость, км/ч	до 12	до 12	до 12
Масса, кг	8500	5500	10500

Для прямого высева по минимальной технологии возделывания компания из Республики Татарстан выпускает специальные механические посевные комплексы серии Agrator [5]. За один проход они выполняют полную разделку стерни, основную и предпосевную обработку, подготавливают семенное ложе, производят посев семян и внесение удобрений полосой 12–15 см. Посевной материал заделывается мульчей, после чего осуществляется боронование и прикатывание полосы высева. Технические характеристики посевных комплексов серии Agrator DK представлены в табл. 3.

Таблица 3

Техническая характеристика посевных комплексов серии Agrator DK

Показатель	2400	3200	5400	6600	7200	8500	9800
Производительность, га/ч	2,4	3,2	5,4	6,6	7,2	8,5	9,8
Ширина захвата, м	2,4	3,2	5,4	6,6	7,2	8,5	9,8
Потребляемая мощность, л.с.	82	120	200	220	250	300	400
Масса, кг	1100	1600	2400	2900	3300	3700	3900

Для проведения адекватного сравнения посевных комплексов будут выделены три подгруппы по показателям ширины захвата: 5–7 м, 7–9 м, 9–12 м. Соответственно в первой подгруппе сравнение будет проходить между сеялками Feat 540МБ, а также посевными комплексами Agrator DK 5400 и 6600. Результаты сравнения представлены графически (рис. 1). Во второй подгруппе представлены посевные комплексы с шириной захвата 7–9 м (Feat 850МБ; «Чародейка» МПП-6; Agrator DK 7200 и 8500) (рис. 2).

В третьей подгруппе – широкозахватные сеялки «Союз» КА-8 (8 м); «Урал» ПК-9 (9 м); Feat 1080МБ (10,8 м); Agrator DK 9800 (9,8 м) (рис. 3).

Feat 540МБ Agrator 5400 Agrator 6600

• □    Прозводительность, га/ч

  □ Ширина захвата, м

  
  

• □    Производительность на 1 м ширины захвата, га/ч

Рис. 1. Сравнительная характеристика посевных комплексов 1-й подгруппы (ширина захвата 5–7 м)

□ Прозводительность, га/ч

□ Ширина захвата, м

□ Производительность на 1 м ширины захвата, га/ч

Feat 850МБ             Agrator 8500

Рис. 2. Сравнительная характеристика посевных комплексов 2-й подгруппы (ширина захвата 7–9 м)

• □    Прозводительность, га/ч

• □    Ширина захвата, м

• □    Производительность на 1 м ширины захвата, га/ч

Feat 1080МБ Agrator 9800 "Урал" ПК-9 "Союз" КА-8

0,95

Рис. 3 . Сравнительная характеристика посевных комплексов 3-й подгруппы (ширина захвата 9–12 м)

1,25

1,2

1,15

1,1

1,05

Feat 850МБ

"Чародейка" МПП-6

"Союз" КА-8

"Урал" ПК-9

Рис. 4 . Сравнительная характеристика посевных комплексов по производительности на 1 м ширины захвата

На основе сравнительных данных, представленных на рис. 1, 2, 3, были отобраны агрегаты с наибольшими показателями производительности (рис. 4).

Обсуждение результатов

Обзор представленных комбинированных посевных комплексов отечественного производства показывает, что машины и орудия модульного типа получили широкое применение в климатических зонах с недостаточным увлажнением, с водной и ветровой эрозией. Применительно к условиям Сибири, в частности Омской области, наиболее подходящим является посевной комплекс «Урал» ПК-9. Использование такой техники способствует накоплению, сбережению и рациональному расходованию почвенной влаги, экономии затрат труда и топливно-смазочных материалов на 10–15% по сравнению предшествующими технологиями. Можно добиться повышения урожайности зерновых и зернобобовых культур на 5–7%. Большего роста урожайности можно достигнуть путем применения полосовой технологии обработки почвы.

Общее направление, которого придерживаются все производители орудий для реализации полосовой обработки почвы, заключается в агрегатировании нескольких секций рабочих органов, идущих друг за другом и выполняющих несколько операций на каждой обрабатываемой полосе. Следует учитывать и местные природноклиматические особенности, свойства почвы при выборе того и иного рабочего органа [6]. Все рабочие органы крепятся на одной раме, чтобы каждый ряд работал по своей полосе. Орудия для полосовой обработки почвы стриптилл имеют свои особенности в зависимости от возможности повтора контура почвы. Несущая рама связана через тяговый элемент с трактором и позволяет устанавливать на ней кроме рабочих органов бункеры для посевного материала либо удобрений.

Анализ научной литературы показал, что на первоначальном этапе разработка машин для полосовой технологии велась по более простому пути. Существовавшие в то время машины для рядовой обработки почвы дорабатывались и адаптировались под полосовую технологию. Такие машины использовались только для пропашных культур (кукуруза, соя, подсолнечник и др.) [7]. Заимствовались рамы орудия, а на них устанавливались соответствующие рабочие органы. Дальнейшая модернизация была направлена на повышение точности копирования рельефа почвы, а также улучшение характеристик технологического процесса [8]. При этом разрабатывались способы перемещения по глубине отдельных рабочих органов. Если классифицировать существующие машины по данному параметру, то можно выделить три типа:

Тип I. Разрезающие и рыхлящие рабочие органы жестко закреплены на раме по всей ширине захвата и одновременно заглубляются, благодаря регулированию опорных колес, на одинаковую глубину. Расчищающие, гребнеобразующие и измельчающие рабочие органы, благодаря особенностям конструкции, способны копировать рельеф почвы. Модели машин, производимые фирмами Unverferth, Carrotech, Schlagel, John Deere и Blue Jet (рис. 5), получили достаточно широкое распространение в сельском хозяйстве.

Тип II. На каждой секции машины установлен подрамник, на котором крепятся рабочие органы. За счет более точного копирования почвенного рельефа каждой отдельной секцией этот тип имеет преимущества. На подрамнике сменные рабочие органы могут быть установлены и отрегулированы индивидуально (рис. 6). Производителями машин подобной конструкции являются: Strip-Cat, Orthman, B&H manufacturer, Bigham Brothers, Hiniker, Carter, Yetter, Kongskilde и Sunflower / Agco. Такая модель является самой популярной на рынке из представленных.

Рис. 5. Схема секции рабочих органов машины для полосовой обработки почвы Carrotech [9]

Рис. 6 . Машина Twin Diamonds Industries LLC [9]

Тип III. Фирма Kuhn / Krause на основе системы Gladiator разработала машину, у которой, как и у орудий типа I, разрезающий рабочий орган закреплен на раме. Рабочий орган, предназначенный для рыхления (техника фирмы Krause), крепится к раме машины параллелограммом (как у машин типа II), а измельчающий рабочий орган удерживает орудие на требуемой глубине обработки (рис. 7). Такой функциональный принцип и есть отличительная особенность моделей третьего типа. Соответственно, измельчающие рабочие органы должны быть выполнены из износостойких материалов. Исключение из секции измельчающего рабочего органа приведет к изменению устойчивого заглубления рыхлящего рабочего органа, что усложнит процесс поддержания необходимой глубины обработки отдельной секцией машины.

Рис. 7 . Рабочие органы машины Row Unit Gladiator фирмы Kuhn / Krause [9]

Машины всех трех типов выполняют необходимые операции: расчистку поверхности от пожнивных остатков, разрезание верхнего слоя почвенного пласта, рыхление, образование гребней, измельчение [9]. Машины для полосовой обработки почвы Strip-till разрабатывались на основе орудий для рядового внесения удобрений и нарезки рядков.

В полосовой обработке почвы при возделывании рапса можно выделить два направления (по раздельному и комбинированному принципам) [10]. Ярким представителем для первого случая (раздельный принцип) является техника для полосовой обработки почвы компании AMAZONE. Полосовая обработка почвы ведется с возможностью внесения минеральных удобрений, непосредственное внесение семян идет отдельной операцией. Второго принципа придерживается компания HORSCH, производимая ею техника позволяет вести комплексные работы, т.е. за один рабочий цикл осуществляется обработка почвы, внесение удобрений и высев семян. Преимущества данных принципов представлены в табл. 4.

Таблица 4

Основные преимущества раздельного и комбинированного принципов реализации полосовой обработки почвы

Раздельный принцип	Комбинированный принцип
Выбор оптимального времени для внесения семян	Экономия трудозатрат
Скорость высева не зависит от скорости процесса обработки почвы	Меньшее потребление энергии
Обработка почвы может проводиться круглосуточно, посев в дневное время	Отсутствие необходимости использования системы подруливания RTK-GPS
Тяжелые почвы (глина > 10%) могут понизить влажность перед посевом	Исключение влияния погодных условий между обработкой почвы и посевом

Орудия для полосовой обработки почвы, распространенные на территории Российской Федерации: Orthman (1tRIPr), KRAUSE (Gladiator), а также их отечественный аналог компании «ДорАгроМаш» орудие «Орлик» дорогостоящие, что сказывается на окончательной цене готовой продукции.

Заключение

Представленные орудия не позволяют осуществлять одновременное внесение минеральных удобрений, это приводит к необходимости применения дополнительной операции, увеличивает расход топливно-смазочных материалов, количество затрачиваемого времени и существенно отражается на себестоимости единицы продукции [11]. Поэтому оптимизация технологий обработки почвы и возделывания сельскохозяйственных культур является актуальным направлением для исследований. Из отечественных разработок орудий для полосовой обработки почвы, получивших распространение, можно выделить орудие «Орлик» компании «ДорАгроМаш». Оно представлено в нескольких вариантах, имеет меньшую стоимость по сравнению с зарубежными аналогами. Данное орудие металлоемко, сложно по конструкции, что затрудняет обслуживание и эксплуатацию. Разработка орудий для полосовой обработки почвы более простой конструкции и отвечающих всем агротехническим требованиям, а также адаптация технологии стриптилл для природно-климатической зоны Омской области являются актуальными.

D.E. Kuzʼmin, D.V. Rozbakh, A.N. Schmidt, A.S. Soyunov, V.V. Myalo

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

Outlooks of the Introduction of Sowing Machines with Mineral Fertilizers of Domestic and Foreign Production. An Analysis