7.6.3. Энергосберегающие технологии в земледелии

В аграрном природопользовании существуют технологии, построенные по типу процессов, характерных для природы, иногда как прямое их продолжение (например, адаптивное кон­турное земледелие, противоэрозионная обработка и т.п.). Такие технологии называются экологическими. Экологически сбалан­сированные технологии, как правило, не нарушают природных процессов и связей в экосистемах. Энерго- и ресурсосбережение в земледелии, в первую очередь, предполагает снижение затрат на единицу продукции, окупаемость дополнительных затрат прибавкой урожая, возможность снижения затрат на единицу площади без уменьшения продуктивности пашни.

Одной из главных задач является освоение энергоресурсос­берегающих технологий в земледелии - это внедрение данного направления на зерновом поле. Аграрной наукой Алтайского края разработаны и переданы базовым хозяйствам современные технологические карты по основным полевым культурам, инно­вационные программы освоения технологий энергоресурсосбе­режения в земледелии конкретного хозяйства. С учетом совре­менного опыта практических работников предложено ряд тех­нологических составляющих:

• минимизация осенней основной обработки почвы;

• снижение нормы высева семян зерновых культур на 10-20%, а подсолнечника - до 5 кг/га;

• предпосевная подготовка почвы осуществляется только на глубину заделки семян;

• широкорядный посев гречихи с уменьшением нормы вы­сева семян до 35-40 кг/га;

• боронование посевов зерновых культур по всходам борон- ками З0Р-07;

• расширение посевов суданской травы как универсальной кормовой культуры;

• уборка гороха прямым комбайнированием;

• расширение посевов зернобобовых смесей (овес + горох; овес + вика; ячмень + горох; пшеница + овес + ячмень + горох и др.);

• внедрение на паровом поле почворесурсосберегающей технологии;

• применение современных экономичных средств защиты растений, экологически безопасных стимуляторов роста и дру­гие приемы (Иост, 2001).

Выращивание пропашных культур должно предусматри­вать оптимальное сочетание средств интенсификации и мини­мизации обработки почвы - уменьшение числа и глубины обра­ботки почвы, использование высокопроизводительной техники, совмещение операций в одном проходе комбинированных агре­гатов, замена отдельных приемов обработки почвы гербицида­ми. В Алтайском крае, на Кулундинской сельскохозяйственной опытной станции, проведены многолетние научно- исследовательские работы по разработке технологий выращива­ния подсолнечника, кукурузы на корм и зерно, кормовой свек­лы, амаранта и других пропашных культур.

Равнинные условия, большие размеры полей, севооборотов позволяют использовать широкозахватную, высокопроизводи­тельную, современную обрабатывающую, посевную и убороч­ную технику. При этом наиболее остро стоит проблема в разра­ботке орудий, совмещающих несколько технологических опера­ций. Пока используются только сцепы орудий (плоскорез + ка­ток, опрыскиватель + борона и др.). Хорошо себя зарекомендо­вал комбинированный агрегат для внесения и заделки гербици­дов в почву, разработанный на Кулундинской опытной станции.

Второе направление минимизации - замена части механи­ческих обработок гербицидами при выращивании пропашных культур, имеющая главенствующее значение. Допосевное вне­сение трефлана и нитрана под подсолнечник окупается прибав­кой урожая и способствует исключению из технологии бороно­ваний посевов и междурядных обработок. Окупаемая прибавка урожая получена при выращивании кукурузы на зерно (семена) от использования гербицидов (харнес, титус, базис), но в соче­тании с боронованием посевов, исключая междурядные обра­ботки. Под кормовую свеклу лучшим оказался ленточный спо­соб внесения гербицидов при посеве в условиях орошения.

В структуре прямых затрат при выращивании пропашных культур значительная доля принадлежит основной обработке почвы, т.к. глубина обработки обычно больше, чем под зерно­вые культуры, в отдельных случаях не удается обойтись без бо­лее затратной отвальной вспашки. Однако в степной зоне под подсолнечник и кукурузу глубина основной обработки почвы может быть ограничена слоем до 20 см. Этим удается выпол­нить главную задачу основной обработки почвы - угнетение многолетних сорняков, борьба с которыми в посевах пропаш­ных культур затруднена, а вредоносность их высока. При ис­пользовании гербицидов под подсолнечник преимущество име­ет осенняя плоскорезная обработка, а под кукурузу - весенняя вспашка. Без применения гербицидов не удается обойтись без вспашки и под кукурузу, и под подсолнечник.

Важное направление минимизации - экономически оправ­данное применение только азотно-фосфорных удобрений низ­кими дозами, вносимые в рядок при посеве. Невозможно отка­зываться от использования протравителей семян. В 2000 г. при­менение препарата Агат 25К с затратами 80 руб/га для протрав­ливания семян дало прибавку урожая 0,12 т/га подсолнечника (Лихачев, 2001).

Особый интерес представляют разработки схем контурных принципов использования машинно-тракторного парка на полях сложной конфигурации и переменной крутизны (Мусохранов, 1983).

В значительной части центральных и предгорных районов Алтайского края в связи с рельефом местности, заселенностью и другими факторами проведение всех полевых работ имеет осо­бенности и отличия от условий степного земледелия, свои опре­деленные трудности. Кроме правильных прямоугольников по­лей, к которым хорошо подходят общепринятые схемы разбивки и движения агрегатов на обработке почвы (гоновый, челночный способы и т.п.), остаются участки плодородной почвы на ровной поверхности в форме различных треугольников, трапеций и т.п. При обработке таких участков снижается производительность машин, возрастают затраты труда и средств.

Известно, что если затраты для квадрата пашни принять за единицу, то для прямоугольника такой же площади, например, по обработке почвы и уборке урожая, они принимаются с коэффи­циентом 0,87, а для треугольника - увеличиваются в 1,33 раза. В последнем случае снижается и качество полевых работ. Напри­мер, ведется обработка участка поля треугольной формы, так называемый «клин». Пахота идет, как правило, вразвал. Агрегат делает множество холостых поворотов, при этом трактор затап­тывает свежевспаханную почву, создаются нежелательные не­ровности и неодинаковое уплотнение почвы. Это проявляется при вспашке, когда трактор «привязан» к борозде. При этом, если остается клинышек длиною всего 5-6 м, трактор делает по обработанной пашне 15-20-метровые петли. Когда обрабатыва­ют двойной клин, в этом случае поворотные петли накладыва­ются, и повреждение пашни удваиваются. В борьбе с этими не­желательными явлениями эффективна так называемая продоль­ная поворотная полоса.

Суть ее заключается в следующем (рис. 2). Кроме обыкно­венной поворотной полосы (Р) прокладывается продольная по­воротная полоса, кратная ширине захвата агрегата. Все холо­стые повороты выполняются как на обыкновенной (попереч­ной), так и продольной поворотной полосе. При этом повороты выполняются на уплотненной почве, меньшим радиусом и не оказывают отрицательного воздействия на качество обработки почвы. После окончания работы на основном массиве обраба­тывается продольная и в последнюю очередь обыкновенная по­воротная полоса. Это позволяет увеличить производительность труда на 3-15%.

Рис. 2. Схема обработки участка пашни треугольной формы:

Р — поворотная полоса; ВД — высота треугольника пашни; Р/2 — половина ширины поворотной полосы; 1-9 — рабочие ходы агрегата

Уборка зерновых культур, зеленой массы трав с использо­ванием продольной поворотной полосы, на которой заранее уб­рана культура комбайном с фронтальной жаткой, будет более производительной и качественной. В этом случае не образуется длинных «языков» неубранной культуры, удобнее осуществлять разворот агрегата и сокращаются потери зеленой массы в срав­нении с общепринятыми схемами движения. Использование продольной поворотной полосы на участках трапециевидной формы также повышает производительность труда и снижает потери урожая. Использование операций на участках правиль­ной трапеции аналогично работам на участках клиновидной формы.

Однако подобная обработка почвы возможна лишь при пра­вильной трапеции или равнобедренном треугольнике пашни. В остальных случаях продольная поворотная полоса должна соз­даваться во время самой обработки (рис. 3).

В этом случае поворотная полоса образуется оставлением на глаз необработанной ленты кратной ширине захвата плоско­реза или плуга, достаточной для холостого поворота агрегата (например, для ДТ-75 с КПГ-250 около 8,8-11,0 м). Когда эта ширина в отдельных местах не будет позволять делать сквозные ходы, обработка продолжается на отдельных участках с посте­пенным выравниванием ширины поворотной полосы.

D_t П) Я 9

Рис. 3. Схема обработки участка переменной шириной:

Р - поворотная полоса; 1 - первый проход агрегата; nj - последний сквозной проход; n₂-n₈ - ходы выравнивания

Когда это будет достигнуто, обработка продолжается сквоз­ными ходами, как при обработке развала. В последнюю очередь обрабатывается обыкновенная (поперечная) поворотная полоса. Этот способ необходим при контурной обработке сложных скло­нов с переменной крутизной, залесенных полей, участков посто­янного залужения и т.д. При уборке урожая на участке подобной формы использование последнего приема встречает определен­ные трудности. При обработке почв по контурам, особенно при плосковершинной холмистости, также возникают трудности. И чем сложнее конфигурация поля, тем больше получается клиньев. В этих случаях применяются лучевые поворотные полосы. Если при движении агрегата по внутренней дуге возникают трудности для поворота или образуются гряды (при вспашке) - оставляется на глаз лучевая поворотная полоса шириной, достаточной для холостого поворота агрегата (для ДТ-75 с КПГ-250 - 11 м). Этим способом можно предотвратить образование клиньев со всеми отрицательными последствиями (рис. 4).

Рис. 4. Схема обработки участка сложной формы:

2 - сквозные ходы агрегата; П₁-П₂ - ходы выравнивания;

Р₁-Р₅ - лучевые поворотные полосы

Поворотные полосы выносятся на плоскую вершину холма и обрабатываются в последнюю очередь. Таким же способом упрощается технология обработки почвы горизонтальных по­лей, ограниченных выходами твердых материнских пород, лес­ными участками, оврагами, водными преградами и т.д.

При обработке лучевой поворотной полосы повороты на обработанной почве неизбежны, но их количество в несколько раз меньше, нежели при обработке клина, если бы он образовал­ся на данном участке. В итоге совершенствования и развития принципов контурного подхода обработки почвы Алтайскому НИИ сельского хозяйства удалось найти крупное системное ре­шение проблемы склонового контурного земледелия.

Изучение на полях хозяйств Алтайского, Смоленского, Бийского, Залесовского районов, на полях АНИИСХ, ОПХ им. В.В. Докучаева показали, что при возделывании сельскохозяй­ственных культур на склоновых землях следует уделять долж­ное внимание проведению других полевых работ. Посев зерно­вых и других культур сплошного сева поперек склона, в связи со сползанием сельскохозяйственных машин, следует начинать с нижних частей склонов, что позволит избежать огрехов. Это относится и ко всем видам сплошной обработки почвы (бороно­вание, культивация, прикатывание и т.п.)

При посеве кукурузы и других пропашных культур поперек склона следует придерживаться другого правила, т.е. посев на­чинать с верхней части склона. При этом увеличение стыкового междурядья при сползании машин посевного агрегата вниз по склону не создаст больших трудностей при последующих меж­дурядных обработках. В этом случае агрегат для междурядной обработки должен повторить маршрут посевного агрегата.

Щелевание полей с посевами многолетних трав поздно осе­нью (особенно при наличии микроложбин и бобовых компонен­тов трав) в ряде случаев получается невысокого качества. Это связано с тем, что нож не полностью прорезает корни растений, последние набиваются впереди ножа и вызывают образование слишком широкой щели со значительным повреждением расте­ний. Это же явление повышает сопротивление движению ору­дий и вызывает стягивание тракторов вниз по склону при дви­жении по влажной почве или небольшом снежном покрове, осо­бенно колесных машин. Для удаления налипающих корней, на­пример люцерны, через 100-150 м целесообразно выглублять орудие, что следует также делать и при сильном поражении склона микроложбинами для прерывания стока вдоль щелей.

В целях достижения наибольшей почвозащитной эффек­тивности рекомендуется все работы проводить поперек склона. Если строго придерживаться этого правила, то и раздельную уборку (свал зерновых) следует проводить поперек склона. Но в связи с тем, что на поверхности почвы имеются микронеровно­сти и рядки культур, сориентированы поперек склона, наблюда­ется проваливание хлебной массы между рядками стерни. По­этому направление косовицы должно отклоняться на 15-20° от направления посева. Правда, в этом случае на краю поля могут возникнуть клинья, но потери урожая в целом сокращаются.

Таким образом, новые производственные отношения, изме­нения в размерах используемых земельных площадей, средств механизации, наборе сельскохозяйственных культур и т.п. должны обеспечить использование ранее заброшенных, но пло­дородных земель, участков сложной конфигурации, других не­удобных угодий. Возникает необходимость в совершенствова­нии способов эксплуатации машин и орудий. Этому в значи­тельной мере могут служить и рекомендуемые организацион­ные приемы использования сельскохозяйственных машин и орудий на склонах переменной крутизны, сложной конфигура­ции и малой контурности, использование которых позволит улучшить качество полевых работ и повысить производитель­ность труда на 5-20%.

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите и охарактеризуйте основные отрасли при­родопользования (по Н.Ф. Реймерсу).

2. Охарактеризуйте особенности и общие принципы функ­ционирования энергетики, промышленности и строительства.

3. Покажите особенности и виды транспорта в различных регионах России.

4. Охарактеризуйте особенности технологий в промыш­ленности и природоохранные принципы.

5. Покажите специфику энергосберегающих технологий в агропромышленном комплексе.