Машини для обробітêó ´рóнтó

5

Розділ 1

виробництва рослинницької продукції. Щорічні обсяги енергоємної оранки становили 25…30 млн га. Вони недостатньою мірою враховували стан коре- немісткого шару ґрунту, потреби вирощуваних культур і ресурсозбереження в агротехнологічних системах. Це призводило до невиправданих по суті та зна- чних за кількістю втрат енергії та засобів.

Ураховуючи вагомий вплив (18…25 %) чинника обробітку ґрунту на вро- жайність сільськогосподарських культур, недостатню кількість ефективної вологи в ґрунті більше ніж на половині території, розвиток водної і вітрової ерозій на 30 % посівних площ, в Україні створено сучасну систему ресурсозбе- рігаючих технологій обробітку ґрунту та відповідних машин.

У розвитку технологій і засобів механізації обробітку ґрунту в Україні слід зазначити головну тенденцію — перехід до диференційованого (залежно від багатьох чинників) механізованого обробітку ґрунту при застосуванні його в системі сівозміни. Одним із вагомих результатів реалізації цієї тенденції є заощадження ресурсів, зокрема енергії, праці, металу, хімічних засобів захис- ту та елементів живлення рослин, збереження і відтворення ґрунту. Скороти- лася кількість операцій, підвищилися вимоги до якості, термінів проведення робіт і збереження родючості. Технології та техніка спрямовуються на ство- рення оптимальних умов для росту культурних рослин за якомога менших енерговитрат і екологічних наслідків. Нові технологічні комплекси ґрунтооб- робних машин адаптовані до вимог гнучкої диференційованої різноглибинної технології механізованого обробітку ґрунту. Важлива роль належить сучасній багатофункціональній високопродуктивній техніці, яка стає рентабельною при точному технологічному застосуванні, значному річному завантаженні й високій урожайності. Зрештою рівень ефективності ґрунтообробної техніки залежить від повноти використання погодних і ґрунтово-кліматичних умов, забезпечення добривами, якісним насінням, пестицидами та загального рів- ня культури землеробства.

1.2. Агротехнічні вимоги до обробітку ґрунту

Передумова диференціації технологічних процесів і засобів механізації об’єктивно існує через біологічні особливості вирощуваних культур та розмаї- тість умов виконання обробітку ґрунту. Формально умови поділяють на ґрун- тово-кліматичні, агротехнічні та технічні (рис. 1.1). Наближення до опти- мального для сільськогосподарських культур стану ґрунту, у межах концепції «точного землеробства», відбувається через досягнення найбільшої відповід- ності між технічними можливостями машинно-тракторних агрегатів і ґрунто- во-кліматичними умовами й агротехнічними вимогами до них. Тому форма- лізовані умови і вимоги до основного обробітку ґрунту є важливим підґрунтям сучасних ґрунтообробних машин.

Основою для оптимізації стану ґрунту є вимоги рослин до ґрунтового се- редовища, в якому проростає насіння, розвивається і формується коренева система. В узагальненому формалізованому вигляді ці вимоги подано в табл. 1.1. Створені моделі ґрунтових середовищ є першоосновою при виборі способів механізованого обробітку ґрунту і засобів для його здійснення, які дають змогу створити водно-повітряний режим, що відповідає умовам, ефек- тивно використати добрива й істотно підвищити врожайність культурних рослин.

6

Таблиця 1.1. Основні вимоги сільськогосподарських культур до ґрунтового середовища

7

Розділ 1

Продовження табл. 1.1

Певних кондицій ґрунтового середовища досягають за допомогою одного або кількох проходжень ґрунтообробних машин. Залежно від типів робочих органів агротехнічні вимоги до машин і знарядь для обробітку ґрунту подано в табл. 1.2.

Таблиця 1.2. Агротехнічні вимоги до основних типів ґрунтообробних машин

Чим ближче можливості машин до вимог вирощуваних культурних рос- лин, тим вищі адаптивність засобів і ефективність їх роботи. Як правило, на- ближення до вимог (див. табл. 1.1) здійснюється послідовним застосуванням кількох груп ґрунтообробних машин для основного, передпосівного та міжря- дного обробітку ґрунту.

1.3. Способи механізованого обробітку ґрунту

Існує безліч способів механізованого обробітку ґрунту, серед яких можна виокремити кілька типових. Основною технологічною ознакою розподілу є співвідношення в них процесів обертання та розпушення скиби ґрунту під час її обробітку. Найпоширеніші в Україні способи обробітку ґрунту наведено на рис. 1.2.

Оранку, або полицевий спосіб обробітку ґрунту (рис. 1.2, а), здійснюють плугами. Він полягає у підрізанні оброблюваної скиби, її підніманні з розпу- шенням й обертанням на 130…180 % та укладанні на дно попередньо відкри- тої борозни. Цей спосіб характеризується майже повним очищенням поверхні поля від пожнивних решток (на 95…100 %), загортанням у ґрунт органічних, малорухомих мінеральних добрив, придушенням бур’янів, значним зменшен- ням щільності орного шару та збільшенням його порозності. Недоліками оран-

8

Машини для обробітêó ´рóнтó

розпушення ґрунту без обертання скиби (рис. 1.2, б) плоскорізами-глибоко- розпушувачами (ПГ-3-5, ОПТ-3-5, ГУН-4 та ін.) дає змогу послабити ерозійні процеси, зменшити втрати ґрунту на схилах до 3...24 т/га. Проте суцільне розпушення ґрунту без обертання скиби не усуває ущільненої «підошви» від дії лемешів, характеризується високою енергоємністю процесу чизелювання та недостатньою якістю розпушення (менше ніж 70 %) скиби ґрунту.

Смужне розпушення ґрунту (власне, чизелювання), що є чергуванням роз- пушених та нерозпушених смуг (рис. 1.2, в), дає змогу руйнувати ущільнену «підошву», сприяє проникненню вологи та коріння рослин у нижні шари ґрун-

9

Розділ 1

ту. Цей спосіб обробітку виконують знаряддями чизельного типу (ПЧ-2,5, ЩРП-3-70, КШП-5,6 та ін.) на глибину до 40 см. При цьому шар ґрунту до 20 см розпушують суцільно. Недоліком способу є неповне підрізання бур’янів через брак перекриття по ширині захвату чизельних лап. Розпушення верх- нього шару ґрунту має значну нерівномірність, що ускладнює створення пе- редбачених агротехнікою умов для вирощуваних культур.

Комбіноване чизелювання полягає у суцільному розпушенні верхнього (12...22 см) та періодичному нижнього (на 5...15 см глибше за ущільнену «пі- дошву») шарів ґрунту (рис. 1.2, г). Збільшення площі поверхні дна борозни сприяє кращому проникненню вологи в нижні горизонти. Запаси вологи по- рівняно із оранкою збільшуються на 18...20 %. При цьому втрати гумусу, азо- ту, фосфору і калію знижуються в 5 – 10 разів.

Наведені вище варіанти чизелювання широко застосовуються на чистих від рослинних решток агрофонах, схилових землях, у місцевостях, що зазна- ють вітрової та водної ерозій.

Дисковий спосіб обробітку ґрунту, або дискування (рис. 1.2, д), — суцільне розпушення дисковими робочими органами на глибину до 25 см, що здійсню- ється дисковими знаряддями. Він характеризується підрізанням, розпушен- ням з частковим обертанням та укладанням у борозну обробленої скиби зі зміщенням її у поперечному і поздовжньому напрямках порівняно з вихідним положенням. Цей спосіб є проміжним між полицевим та чизельним. Він знач- но поширений в Україні завдяки високій продуктивності агрегатів та техно- логічній надійності роботи на перезволожених та пересушених ґрунтах з ве- ликою кількістю (до 120 ц/га) рослинних решток. Водночас у разі застосуван- ня цього способу зберігається ущільнена «підошва», розпилюється структура верхнього шару ґрунту на пересушених ґрунтах, створюється значна кількість ерозійно небезпечних частинок ґрунту в його верхньому шарі (особливо при кількох проходженнях агрегату).

В Україні застосовують також інші способи обробітку ґрунту (фрезами з го- ризонтальною та вертикальною осями обертання, глибоке ярусне розпушен- ня, плантажну оранку тощо), які великого поширення не набули, проте доціль- ні в певних специфічних умовах.

Основні способи обробітку ґрунту передбачають виконання таких елемен- тарних процесів:

y обертання ґрунту — взаємне переміщення верхнього та нижнього шарів скиби ґрунту у вертикальній площині;

y розпушення ґрунту — руйнування зв’язків (зменшення розмірів грудо- чок) та збільшення відстаней між елементами ґрунтового середовища;

y ущільнення ґрунту — зменшення відстаней між елементами ґрунтового середовища та підвищення щільності обробленого шару;

y вирівнювання поверхні поля — зменшення нерівностей переміщенням виступних грудочок у западини та борозенки;

y перемішування ґрунту — зміна взаємного розміщення агрегатів ґрунто- вого середовища в об’ємі оброблюваного шару;

y підрізання бур’янів — розрізання розміщених в оброблюваному шарі ґрунту коренів та кореневищ бур’янів на кілька частин, що сприяє їх зни- щенню або пригніченню.

Ці процеси реалізуються комплексно в різних комбінаціях.

10