Агротехнические требования к посевным машинам

Содержание

Введение

1. Агротехнические требования к посевным машинам

2. Ресурсосберегающие технологии посева сельскохозяйственных культур

2.1 Нулевая обработка почвы

Литература

Введение

Одной из главных операций в технологиях производства продукции растениеводства является посев. От своевременного и качественно проведенного посева в значительной степени зависит урожайность сельскохозяйственных культур. В последние годы в нашей стране и за рубежом имеет место определенный прогресс в разработке и в производстве новых посевных машин и комплексов.

Создание новых способов посева и конструкций посевных машин позволит более рационально расходовать посевной материал, сократить сроки и улучшить качество посева, что позволит обеспечить повышение урожайности сельскохозяйственных культур. В настоящее время интенсивно развивается сельскохозяйственное машиностроение, выпускается ряд посевных машин и комплексов отечественного производства.

1. Агротехнические требования к посевным машинам

Главной задачей посева сельскохозяйственных культур является равномерное распределение семян по площади поля и равномерная глубина заделки семян в почву с учетом физиологических особенностей высеваемой культуры.

В связи с этим, к посевным машинам предъявляются ниже следующие агротехнические требования.

1. Высевающие аппараты должны обеспечивать широкий предел регулирования нормы высева различных культур.

. Высевающие устройства должны обеспечивать отклонение фактической нормы высева семян от заданной. Допускается отклонение не более ±3%, для минеральных удобрений - не более ±10%.

. Неравномерность высева отдельными высевающими аппаратами не должна превышать для зерновых 6%, зернобобовых - 10%, трав - 20%.

. Рабочиеорганы (сошники) должны заделывать высеянные семена на одинаковую глубину с отклонением от среднего значения не более ±15 %, что при глубине посева 3...4 см составляет ±0,5 см, 4...5 см - ±0,7 см, при 6...8 см - ±1 см.

. Высевающие и распределительные устройства не должны травмировать более 0,2% зерновых и более 0,7% семян зернобобовых культур.

. Рабочие органы посевных машин и в целом машины должны быть просты в обслуживании, безопасны при эксплуатации и иметь высокую надежность выполнения технологической операции.

Следует отметить, что выполнение приведённых агротехнических требований зависит не только от конструктивного исполнения посевной машины, но и от условий работы и правил эксплуатации посевного агрегата.

2. Ресурсосберегающие технологии посева сельскохозяйственных культур

посев сельскохозяйственный машина почва

Высшие достижения мирового сельскохозяйственного производства обеспечены современными агротехнологиями, впитавшими в себя многовековой крестьянский опыт и новейшие достижения научно - технического прогресса. Они представляют собой комплексы технологических операций по управлению продукционным процессом сельскохозяйственных культур в агроценозах с целью достижения планируемых урожайности и качества продукции при обеспечении экологической безопасности и определенной экономической эффективности. По фактору интенсивности различают четыре категории технологий:

экстенсивные, ориентированные на использование естественного плодородия почв без применения удобрений и других химических средств или с очень ограниченным их использованием;

нормальные, обеспеченные минеральными удобрениями и пестицидами в том минимуме, который позволяет осваивать почвозащитные системы земледелия, поддерживать средний уровень окультуренности почв, устранять дефицит элементов минерального питания, находящихся в критическом минимуме, и получать удовлетворительное качество продукции, в этих технологиях используются пластичные сорта зерновых;

интенсивные, рассчитанные на получение планируемого урожая высокого качества в системе непрерывного управления продукционным процессом сельскохозяйственной культуры, обеспечивающие оптимальное минеральное питание растений и защиту от вредных организмов и полегания; они предполагают применение интенсивных сортов и создание условий для более полной реализации их биологического потенциала, например, на 40-50 ц/га озимой пшеницы высокого качества, могут быть реализованы с использованием отечественных серийной техники, сортов, удобрений и импортных пестицидов;

высокоинтенсивные, рассчитанные на достижение урожайности культуры, близкой к ее биологическому потенциалу, с заданным качеством продукции с помощью современных достижений научно - технического прогресса при минимальных экологических рисках, относятся к категории так называемого точного земледелия с использованием прецизионной техники, современных препаратов, информационных технологий и являют собой качественный скачок в создании сортов, подготовке почвы и в разнообразии технологических операций по уходу за посевами.

Важнейшим достоинством интенсивных технологий является высокое качество зерна. При интенсивных технологиях в лесостепной зоне содержание клейковины в зерне пшеницы возрастает до 30-35% против 14-20 % при экстенсивных агротехнологиях.

Агротехнологии связаны в единую систему управления агроландшафтом через севообороты, системы обработки почвы, удобрения и средства защиты растений. Следует остановиться на системах обработки почвы, так как в последнее время в производственной литературе высказываются противоречивые суждения о них, появляются универсальные рекомендации вопреки дифференцированным подходам, разработанным региональными научными центрами.

Выбор оптимальной системы обработки почвы лежит в широком диапазоне всевозможных решений - от традиционной системы вспашки до нулевой обработки через множество вариантов безотвальных, плоскорезных, отвальных обработок и их комбинаций при различных уровнях минимизации. Этот выбор определяется экологическим разнообразием условий, требованиями сельскохозяйственных культур и уровнем интенсификации производства, в частности обеспеченностью агрохимическими ресурсами.

Важнейшей тенденцией совершенствования почвообработки, имеющей глобальный характер, является ее минимизация. Применение минимальных и нулевых обработок способствует снижению испарения с поверхности почвы за счет уменьшения аэрации пахотного слоя и мульчирующего эффекта растительных остатков при достаточном их количестве. Благодаря мульче эффективнее используется конденсационная влага. Соломенная мульча оказывает благоприятное влияние на тепловой режим почвы в южных районах, снижая температуру почвы благодаря увеличению альбедо.

Большим достоинством минимальных обработок, особенно нулевых, являются экономия топлива, сокращение затрат, проведение работ в сжатые сроки, высвобождение времени у товаропроизводителей. Однако при всех достоинствах безотвальных и плоскорезных систем обработки почвы им присущи определенные недостатки, главный из которых - нарастание засоренности посевов, особенно при повышенном увлажнении. В степных районах Урала и Сибири преодоление засоренности посевов в зерно - паровых севооборотах в значительной мере достигается за счет более поздних сроков посева пшеницы, позволяющих уничтожить сорняки предпосевными обработками, а также повышения в севообороте доли зернофуражных культур, высеваемых в еще более поздние сроки при довольно большой доле пара.

Чистый пар является наиболее активным средством решения этой задачи. В южной лесостепи существенно усиливается роль гербицидов, не говоря о северных районах лесостепи, где без них, как и без азотных удобрений, весьма затруднительно возделывание зерновых в четырех - или пятипольных зернопаровых севооборотах при безотвальной обработке. При недостатке гербицидов и азотных удобрений применяют комбинированные системы, сочетающие разноглубинную плоскорезную и безотвальную обработки с отвальной вспашкой.

Важнейшим направлением минимизации почвообработки в том же аспекте является совмещение технологических операций. В стране имеется солидный опыт использования комбинированных агрегатов и машин, позволяющих за один проход выполнять несколько операций.

Таблица 1 - Сравнительная оценка агротехнологий различного уровня интенсификации

Экономический эффект от их применения состоит в сглаживании так называемых пиков потребности в энергетических средствах и трудовых ресурсах, а это сокращает затраты материальных и трудовых ресурсов на возделывание сельскохозяйственных культур. В гумидных районах применение комбинированных агрегатов важно для уменьшения уплотнения почвы, в засушливых - для устранения разрыва во времени между отдельными видами полевых работ благодаря этому удается более эффективно бороться с ранневесенней засухой и дефляцией. Определяя перспективы минимизации почвообработки, следует учитывать все разнообразие условий и противоречий. Правильный выбор системы обработки почвы - наукоемкая задача, требующая профессиональной подготовленности специалистов. Нулевая обработка - достояние мастеров высокой квалификации. Общая тенденция минимизации почвообработки не означает повсеместного отказа от системы вспашки, особенно в районах с повышенным увлажнением почв и ландшафтов, где необходимо ее совершенствование. Появляющиеся в последнее время шаблоны в рекомендациях тех или иных видов почвообработки (безоглядная пропаганда нулевой, минимальной безотносительно к природным и производственным условиям и т. п.) наносят земледелию не меньший ущерб, чем традиционный консерватизм, игнорирование почвозащитных систем обработки, имеющих место во многих эрозионно-опасных районах страны.

Важнейшее требование к агротехнологиям - энергосбережение. Однако это понятие часто воспринимается однобоко (например, экономия ТСМ), без должного понимания системных энергетических связей в том или ином технологическом процессе. За терминами «энергосберегающая», «ресурсо-сберегающая» часто скрываются традиционные шаблоны.

Пропагандисты универсальной минимальной и тем более нулевой обработки почвы, концентрируя внимание на сбережении механической энергии и энергии ТСМ, не принимают во внимание (или не хотят) увеличение затрат других видов энергии, заключенных, например, в пестицидах или минеральных удобрениях, в результате чего энергозатратность нулевых обработок почвы может быть значительно больше по сравнению с традиционными.

Другим недоразумением подобного рода является причисление интенсивных агротехнологий к высокоэнергозатратным в связи с активным использованием агрохимических ресурсов. Любые суждения по этому поводу могут быть корректными лишь на основе расчетов удельных затрат энергии на производство единицы продукции. Роль того или иного технологического приема или препарата выявляется при учете структуры этих затрат и анализе альтернативы. При этом наиболее высокий эффект энергосбережения проявляется при достижении системного взаимодействия растений, удобрений, пестицидов, агроприемов, агроэкологических условий и т.п. Все технологические операции определенным образом соотносятся между собой, влияя на те или иные функции продукционного процесса. С повышением интенсификации агротехнологий количество и точность проведения технологических операций возрастают. Нарушение их в интенсивных агротехнологиях, не говоря уже о так называемых сокращениях, приводит к снижению эффективности технологии и ее энергетических характеристик. Особо следует подчеркнуть роль сорта в энергосбережении. Если пшеница, например, характеризуется низкой способностью формировать сильное зерно, слабой устойчивостью к болезням и полеганию, то в технологиях возрастают дозы азотных удобрений, фунгицидов, ретардантов, что увеличивает энергоемкость производства зерна.

Динамика изменения удельного расхода энергоресурсов (дизельное топливо, бензин, электроэнергия), одного из самых важных ресурсов в растениеводстве, приведена на рисунке 2.1: прослеживаются тенденция значительного уменьшения его с 1990 по 2000 г. и дальнейшая стабилизация в 2001-2010 гг. Например, удельный расход дизельного топлива на 1 га посевной площади снизился с 173,5 кг в 1990 г. до 67,4 кг в 2000 г., или в 2,6 раза. В последующие годы его потребление стабилизировалось, и в 2010 г. удельный расход дизельного топлива достиг 67,8 кг/га, или на 0,6 % больше по сравнению с 2000 г. Удельный расход бензина на 1 га посевной площади сократился с 98 кг в 1990 г. до 16 кг в 2011 г., или в 6,1 раза, минимальный расход пришелся на 2010 г. Удельный расход электроэнергии на производственные нужды на 1 га посевной площади в 1990 г составлял 584 кВт - ч и снизился в 2000 г. до 407 кВт - ч, или в 1,4 раза, в 2009 г. - до 230 кВт - ч, или в 2,5 раза.

Рисунок 2.1 - Удельный расход энергоресурсов на 1 га посевной площади в сельскохозяйственных организациях

.1 Нулевая обработка почвы

Задача ресурсосбережения в растениеводстве наиболее эффективно решается при использовании технологий прямого посева с нулевой обработкой почвы. Достижения аграрной науки, сельскохозяйственного машиностроении и химической промышленности, производящей удобрения и гербициды, создали необходимые предпосылки для внедрения технологий прямого посева. Их применяют при возделывании озимых и яровых зерновых, при посеве пропашных и подсеве трав, а также при подсеве зерновых в местах гибели озимых при перезимовке. В Бразилии и Аргентине прямой посев применяют на - 50% посевной площади, в США - на 23%, в России - существенно меньше.

Основными достоинствами прямого посева или совмещения предпосевной подготовки почвы с посевом являются сокращение объема и сроков работ, трудовых и денежных затрат, а также предотвращение потерь влаги, улучшение влагообеспеченности и развития всходов вследствие ликвидации разрыва между подготовкой почвы и посевом. Обработка почвы при посеве может быть сплошной (культивация, фрезерование;), полосной (рыхление гофрированными дисками, полосное фрезерование) или вовсе отсутствовать. Гофрированные дисковые ножи лучше, чем плоские, режут растительные остатки и рыхлят полосы почвы перед сошниками посевных агрегатов. Поэтому можно считать, что они выполняют полосную обработку почвы. Плоские диски почву не рыхлят и только разрезают пласт перед сошниками, поэтому в российских сеялках их не используют.

Пахотно-посевные агрегаты не получили распространения из - за малой ширины захвата, низкой производительности, нерационального усложнения организации работ, связанных с доставкой небольших количеств семян и, главное, из - за агротехнической несовместимости глубокого рыхления с посевом. Усадка свежевспаханной почвы после появления всходов влечет обрыв корней, угнетение всходов, выпирание узла кущения. Такие посевы больше других подвержены вымерзанию и гибели. Применяют несколько вариантов машинных технологий прямого посева озимых, яровых и высокостебельных пропашных культур. Они зависят от зональных и конкретных почвенных условий в период выполнения работ и от применяемых технических средств. Например, при возделывании озимых после уборки предшествующей культуры, включая незерновую часть урожая, посредством мелкого рыхления почвы закрывают остаточную влагу, и поле оставляют на несколько недель «зазеленеть». Затем, путем одно - или двукратной (с интервалом в несколько дней) обработки гербицидами уничтожают сорняки и всходы падалицы. После этого через 2-4 дня проводят прямой посев озимых культур. Для разрезания растительных остатков и снижения нагрузки на двухдисковые сошники, а также для предотвращения обволакивания долотообразных или анкерных сошников перед ними устанавливают дисковые ножи, гофрированные диски, реже - фрезерные секции. Технология возделывания яровых при прямом посеве совмещает несколько операций: посев, внесение удобрений и гербицидов, прикатывание. При возделывании зерновых культур гербициды обычно применяют перед посевом, при возделывании пропашных - при посеве. Сохранение на поверхности поля мульчирующего слоя из растительных остатков способствует накоплению и сохранению почвенной влаги и гумуса (в верхнем слое почвы при замедлении его потерь в корнеобитаемом слое), предотвращает эрозионный процесс. Применение таких технологий позволяет сократить объем полевых работ и потребность в тракторах и почвообрабатывающих машинах, сэкономить 70-80% топлива за счет исключения обработки почвы. Сокращение затрат времени на проведение полевых работ дает возможность провести их в оптимальные агросроки, расширить площади посевов, в том числе пожнивных и поукосных, что является важным резервом получения дополнительной продукции растениеводства. Известно несколько типов агрегатов, совмещающих предпосевную подготовку почвы с посевом. Основное агротехническое отличие выполняемых ими процессов посева состоит в способе подготовки семенного ложа и размещения семян. Имеются конструкции, обеспечивающие сплошное подрезание неразрыхленного пласта или - полосное рыхление в зонах рядков, или только разрезание пожнивных остатков плоским диском, например, перед долотообразным, одно - или двухдисковым сошником, или даже без такого разрезания перед сошниками. Последнюю группу можно отнести к сеялкам прямого посева с нулевой припосевной обработкой почвы.

Семена при посеве размещаются различными способами - рядовым, ленточным, широкополосным и сплошным разбросным, при котором достигается наиболее равномерная площадь питания, одинаковые условия для кущения и равномерная освещенность всех растений. При широкополосном и сплошном разбросном размещении семян ухудшаются условия для роста сорняков. Поэтому такие способы предпочтительнее, чем рядовой. Сеялки с анкерными, долотообразными и однодисковыми сотниками выполняют рядовой посев, с двухдисковыми (трехдисковыми) рядовой или ленточный. Сеялки - культиваторы е сошниками в виде стрельчатых лап подрезают и рыхлят пласт на глубину посева и высевают семена в обрабатываемые полосы, обеспечивая широкополосное или безрядковое сплошное их размещение. По компоновке посевные агрегаты также можно разделить на несколько групп. Составные агрегаты состоят из нескольких машин, которые можно применять и совместно, и раздельно при обработке почвы или посеве. Машины в виде автономного бункера и сеялки - культиватора, пригодного для работ и качестве культиватора, размещают цугом. Кроме емкости для семян основной культуры, бункеры имеют отделение для удобрении, а отдельные конструкции - для семян трав, а также оборудование для протравливания семян в процессе загрузки бункера. Имеются составные посевные агрегаты в виде устройств, установленных на передней и задней навесках энергосредства, или в виде прицепного орудия и блока (емкость для семян, удобрений, гербицидов), смонтированного на несущих конструкциях энергосредства. Автономный бункер на своих колесах размещают впереди или сзади сошников. В последнем случае неизбежно отрицательное влияние прохода колес бункера по засеянной полосе. Моноблочные сеялки - культиваторы, фрезы - сеялки, лущильники - сеялки, дисковые бороны - сеялки выполнены в виде модуля, содержащего семенной или семятуковый ящик с высевающим аппаратом, и почвообрабатывающие рабочие органы, которые зачастую являются сошниками. Сзади них расположен каток. Семенные ящики, размещенные непосредственно на сеялке, требуют более частой заправки, их переменная масса может ухудшать устойчивость заглубления сошников. Сеялки прямого посева отличаются системой дозирования и подачи семян к сошникам, типом сошников и способом распределения семян по дну борозды.

Для прямого посева ранних яровых по мере поспевания почвы на стерневой зяби, а также для рядового посева пропашных предпочтительнее сеялки с дисковыми сошниками. Семена укладываются в полосы, прорезанные в необработанной почве. При более поздних сроках сева эффективны сеялки - культиваторы, обеспечивающие подрезание и уничтожение всходов сорняков и ленточное или широкополосное размещение семян. Техническая характеристика посевных машин представлена в таблице 2.2. Наиболее распространены сеялки - культиваторы типа СЗС - 2, СЗС - 6 с подпружинеными штампосварными стойками лап или наральников (сошников). Стерневые зерно - туко - травяные сеялки СТС - 2, СТС - 6 производит ОАО «Стрела». Аналогичные модульные посевные комплексы КСКП «Омич» (рисунок 2) шириной захвата 6,15 - 14,35 м с модулями СКП - 2,1 «Омичка» производит ОАО «Сибзавод».

Рисунок 2 - Посевной комплекс КСКП - 2,1×5 «Омич» к трактору класса 5

Они осуществляют разбросной посев на глубину 4 - 10 см с внесением удобрений и равномерным распределением семян в полосе шириной 18-20 см при междуследии сошников 22,8 см. Норма высева семян 100 кг/га и более. Их широкополосное размещение снижает засоренность посевов, а прикатывание стальными кольчато-шпоровыми катками обеспечивает хороший контакт семян с почвой, способствует появлению дружных всходов и повышению урожайности.

Комплекс КСКП «Омич» также можно использовать при обработке паров на глубину от 4 см, при предпосевной культивации с внесением удобрений и при внесении их основной дозы.

Сеялка «Виктория» Болоховского машиностроительного завода (рисунок 2) и аналогичная СС - 6 Стерлитамакского машиностроительного завода шириной захвата соответственно 4,6 и 6 м содержат модуль из подпружиненных гофрированных дисков, размещенных в два ряда перед двухдисковыми сошниками, бункер с отделениями для семян и удобрений и катушечными высевающими аппаратами, I подпружиненные сошниковые секции с опорными катками - копирами и гидрофицированные маркеры. Сеялки высевают семена различных зерновых и зернобобовых культур.

Литература

1. Ларюшин, Н.П. Конструкция сеялки - культиватора ССВ - 3,5 с приспособлением для посева семян трав / Н.П. Ларюшин, А.А. Пяткин, А.В. Поликанов // Нива Поволжья. - 2011. - № 3. - С. 75-79.

. Ларюшин, Н.П. Лабораторные исследования комбинированного сошника с параллелограммной навеской и полозьями с упругими элементами / Н.П. Ларюшин, А.А. Пяткин, А.В. Поликанов // Фундаментальные исследования 2012. - № 3. - С. 98-103.

. Ларюшин, Н.П. Устойчивость движения комбинированного сошника с параллелограммной навеской и полозьями в вертикальной плоскости / Н.П. Ларюшин, А.А. Пяткин, А.В. Поликанов // Нива Поволжья. - 2011. - № 4. - С. 55-59.

. Антонов, А.В. Расчет конструктивных параметров рычажного вариатора привода высевающих аппаратов сеялки - культиватора ССВ - 3,5 / А.В. Антонов, Н.П. Ларюшин // Нива Поволжья. - 2011. - № 2 (19). - С. 56-60.

. Ларюшин, Н.П. Результаты исследований сеялки - культиватора ССВ - 3,5 с рычажным вариатором привода высевающих аппаратов / Н.П. Ларюшин, А.В. Антонов // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 12 (часть 1). - C. 140-142.

. Антонов, А.В. Конструкция рычажного вариатора для привода высевающих аппаратов сеялки - культиватора ССВ - 3,5 / А.В. Антонов, Н.П. Ларюшин // Нива Поволжья. - 2011. - № 4 (21). - С. 44-48.

. Ларюшин, Н.П. Конструкция высевающего аппарата для высева семян мелкосеменных культур / Н.П. Ларюшин, И.В. Бычков // Нива Поволжья. - 2012. - № 2 (23) - С. 56-59.

. Ларюшин, Н.П. Результаты лабораторных исследований аппарата для высева семян мелкосеменных культур / Н.П. Ларюшин, В.Н. Кувайцев, И.В. Бычков // Нива Поволжья. - 2013. - № 2 (27) - С. 88-93.

. Ларюшин, Н.П. Теоретические исследования технологического процесса работы высевающего аппарата с катушкой в виде шайбы с мелкозубчатым профилем для высева семян мелкосеменных культур / Н.П. Ларюшин, В.Н. Кувайцев, И.В. Бычков // Нива Поволжья. - 2013. - №2 (28) - С. 83-89.

. Ларюшин, Н.П. Сеялка для подпочвенно-разбросного посева / Н.П. Ларюшин, А.В. Мачнев // Сельский механизатор. - 2005. - № 4. - С. 2-18.