Сошник для двухстрочного посева зерновых культур с разноуровневым внесением минеральных удобрений

Одной из задач развития вопросов механизации посева зерновых культур является разработка и освоение высокопродуктивных, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий их возделывания для обеспечения наилучших условий прорастания семян и получения их оптимальной густоты при равномерном размещении по глубине. Для роста и развития культурных растений необходимы определенное количество питательных веществ, влаги, света, тепла и достаточная площадь питания. Особое внимание при посеве следует уделить внесению удобрений. Тенденции мирового развития посевной техники направлены на разноуровневый высев семян и удобрений, в то время как большинство отечественных машин производят внесение стартовой дозы удобрений совместно с семенами [1–3].

Установлено, что совместное с семенами внесение минеральных удобрений может повлечь за собой солевой эффект и токсичное воздействие удобрения (химический ожог). Некоторые семена погибают в период токсического воздействия, что приводит к снижению всходов, урожайности и, как следствие, прибыли предприятия. Наиболее благоприятным является раздельное внесение удобрений и семян, это позволяет корням растений развиваться в направлении источника питания, образуя разветвленную корневую систему [4–5].

Перспективными становятся разработка и освоение в производстве высокопродуктивных, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий и новых рабочих органов для возделывания зерновых культур [6, 7].

Была предложена рабочая гипотеза – разработать комбинированный сошник для обеспечения двухстрочного посева зерновых, позволяющего более равномерно распределять семена по площади питания и глубине заделки. При этом стартовая доза минеральных удобрений (одновременно с посевом) вносится ниже уровня семян основной культуры.

Цель работы – обосновать параметры комбинированного сошника для обеспечения двухстрочного посева с одновременным разноуровневым внесением минеральных гранулированных удобрений.

Материалы и методы

Методика теоретических и экспериментальных исследований обоснования конструктивных параметров комбинированного сошника предусматривала использование основных положений законов классической механики, математики и статистики. Для проведения экспериментальных исследований был изготовлен макет лабораторной сеялки и заложен полевой опыт по определению работоспособности комбинированного сошника и влияния норм внесения удобрения на урожай зерна яровой пшеницы. Исследования выполняли по методикам ГОСТ 1.5–93, ОСТ 10.5.1–2000 «Машины посевные. Программа и методы испытаний» [8].

Результаты исследований

При анализе работы различных типов сошников установлено, что большинство сошников обеспечивает внесение стартовой дозы удобрений совместно с семенами, что не дает возможности при прорастании семян получить достаточно полную отдачу от удобрений, а нередко приводит к химическому ожогу семян и их гибели.

Для устранения данного недостатка был разработан комбинированный сошник. Для закладки полевого опыта изготовлена лабораторная модульная установка на базе универсального шасси (рис. 1). Шасси состоит из рамы с навесным устройством, которое опирается на два пневмоколеса диаметром 550 мм. На раме шасси установлены два бункера для зерновых культур и минеральных удобрений. В нижней части рамы закреплен комбинированный сошник для разноуровневого посева и внесения удобрений. Привод высевающих аппаратов осуществлялся от опорно-приводного колеса шасси. Норма высева и внесения удобрений регулировалась изменением передаточного отношения (частотой вращения) и рабочей части катушки. Глубина высева регулировалась перемещением опорных колес верх или вниз.

Рис. 1. Модульная установка для разноуровневого двухстрочного посева и внесения минеральных удобрений

При движении комбинированного сошника по полю долото, благодаря заостренному носку и установленному углу атаки, врезается в почву. Подрезанная почва перемещается вдоль стойки сошника и подается на уширители. В образованную долотом борозду через тукопровод подаются минеральные удобрения и укладываются на дно бороздки. При переходе почвы с долота на стойку из-за прямолинейного профиля нижней кромки стойки происходит частичное осыпание почвы и заделка минеральных удобрений. Одновременно с деформацией почвы кромки расширителей формируют дно борозды, образуя уплотненное ложе, на которое через семянаправители с двух сторон от стойки подаются семена. Почва при сходе с ущирителей осыпается и засыпает засеянные бороздки. Семена укладываются на уплотненное ложе и сверху засыпаются влажным слоем почвы.

Предлагаемый комбинированный сошник позволяет получить двухстрочный посев основной культуры, при этом минеральные удобрения располагаются ниже уровня семян на 0,04 м. Такое ориентированное размещение удобрений относительно высеян- ных семян способствует развитию корневой системы в период вегетации, обеспечивая дружность всходов и повышение урожайности.

Полевой опыт был двухфакторный, заложен на опытном поле ФГБНУ СибНИ-ИСХ, повторность трехкратная. Посев делянок проводился модулем с комбинированным сошником для разноуровневого посева зерновых и внесения удобрений в агрегате с трактором Т-25. Ширина делянок (1,1 м) равна ширине захвата жатки селекционного комбайна «Хейге-125», длина – 14 м. Таким образом, площадь делянок составляла 15,4 м2. Суммарная площадь опытного участка 330 м2. Все проходы трактора при посеве проводились при одинаковой норме высева. Весь объем работ был выполнен в течение одной рабочей смены (рис. 2).

Рис. 2. Закладка полевого опыта комбинированным сошником для разноуровневого двухстрочного посева и внесения удобрений

Рельеф земельного участка, выбранного под посев, – ровный с однородным почвенным типом. Тип почвы – чернозем супесчаный. Перед посевом определялась влажность почвы по горизонтам 0–5, 5–10 см. Условия проведения опыта включали посев пшеницы с нормой высева 4,0 млн всхожих зерен на гектар площади. Качественные показатели семян сорта Омская-36: масса 1000 – 33 г, полевая всхожесть 92%, влажность 14%.

За контроль был принят рядовой посев яровой мягкой пшеницы Омская-36 без удобрений. Два варианта внесения удобрений с нормами 100 и 150 кг/га в физическом весе. В качестве минеральных удобрений применялась аммиачная селитра, размер гранул колебался от 12,2 до 14,8 мм, влажность 7,2%.

Перед комбайновой уборкой с делянок в трехкратной повторности с площади 1 м2 были взяты снопы для проведения структурного анализа и определения качественных показателей зерна. Качественные и количественные показатели анализа снопового материала представлены в табл. 1.

Таблица 1 Структурный анализ урожая, опыт 2015 г.

№ п/п	Норма внесения удобрений, кг/га	Средние качественные показатели
		Высота стеблей, см	Кол-во стеблей, шт.	Масса 1000 зерен, г	Белок, %	Урожай зерна, т/га
1	Посев без удобрений (контроль)	89,0	3,2	21,2	13,17	2,39
2	100	87,05	3,67	20,6	13,51	2,99
3	150	92,06	4,55	22,0	13,39	3,02

Уборка делянок проводилась селекционным комбайном «Хейге-125». Перед началом уборки были сделаны раскосы делянок и проведены замеры фактической площади каждой делянки. Зерно с каждой делянки высыпалось в мешок. В тот же день все мешки с зерном взвесили, определили влажность (21%) и засоренность (36%). Урожайность зерна была пересчитана на стандартные показатели на влажность (14%). Результаты приведены в табл. 2.

Таблица 2

Урожай зерна в зависимости от нормы внесения удобрения, т/га

№ п/п	Норма внесения удобрений, кг/га	Масса зерна в среднем с одной делянки, кг			Урожай зерна, т/га
		1	2	3
1	Посев без удобрений (контроль)	0,257	0,223	0,240	2,40
2	Аммиачная селитра, 100	0,259	0,230	0,242	2,45
3	Аммиачная селитра, 150	0,267	0,257	0,262	2,60

Проведенные лабораторно-полевые исследования на посеве яровой пшеницы позволили доказать, что предлагаемая конструкция комбинированного сошника работоспособна, позволяет производить посев семян и внесение удобрений на разную глубину. Была получена прибавка урожая зерна от 9 до 20% в сравнении с контролем.

За счет совмещения операций (обработки почвы, посева и внесения стартовой дозы удобрений) применение комбинированного сошника позволяет уменьшить количество проходов техники по полю, снизить уплотнение почвы, расход ГСМ и повысить производительность до 20%.

Экспериментальные исследования позволили уточнить рациональные параметры элементов комбинированного сошника.

Выводы

Разработанная конструкция комбинированного сошника для прямого посева по необработанным фонам позволяет выполнять двухстрочный посев с шириной рассева до 50 мм при расстоянии между строками 80 мм. Одновременно с посевом сошник вносит минеральные удобрения ниже уровня семян на 40 мм, что устраняет прямой контакт семян и удобрений и обеспечивает повышение урожайности от 9 до 20% в сравнении с контролем.

Экспериментальные исследования позволили уточнить основные параметры элементов разрабатываемого комбинированного сошника:

– долота: угол атаки – 25º, угол раствора – 20º, длина – 0,110 м, высота – 0,18 м;

– размер пластин расширителя: высота – 0,12 м, ширина – 0,12 м, пластины установлены под углом 30º;

– диаметр семяпровода и тукопровода – 0,30 м.

А.A. Kem, V.L. Miklashevich

Siberian Scientific Research Institute of Agriculture, Omsk

M.S. Chekusov

Ministerу of Agriculture of Omsk region, Omsk

Plowshare for two lines sowing of grain crops with different level application of mineral fertilizers