Минимальная обработка почвы

"В те годы вокруг этой машины носили разные слухи. Одни хвалили трактор, ласково величали его "Федором Палычем", другие, попав на кулацкую удочку, всячески чернили машину:

- Вспашет поле, а потом краюху в рот не возьмешь: керосином будет вонять", - писал в своих воспоминаниях первый мастер комбайновой уборки, ныне доцент Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева К. А. Борин.

Все, что говорили обидного о тракторе, несомненно выдумка неграмотных крестьян. Но с приходом на поле трактора было связано одно вредное, опасное явление - уплотнение и распыление почвы.

При движении машинно-тракторного агрегата в хороший солнечный день можно наблюдать такое явление. За агрегатом тянется шлейфом желто-зеленое пылевое облако, поднятое агрегатом. Не только рабочие органы орудий, но и ходовые системы машин, взаимодействуя с почвой, перемещают ее по полю и переносят некоторое количество частиц, в основном эрозионно-опасных, образуя пылевое облако. Оно медленно оседает на поле и увеличивает концентрацию эрозионных частиц на поверхности поля. Если поля достаточно большой поверхности и не защищены лесами - может возникнуть ветровая эрозия. Есть и другой вред. При запыленности воздуха условия труда механизаторов ухудшаются, а износ узлов и механизмов машин возрастает.

Сейчас уже доказано, что наибольшей активностью в образовании пыли обладают ходовые системы гусеничных тракторов. При обычно принятой технологии весенней подготовки почвы и посева трактору приходится несколько раз проезжать по полю. Мы стремимся хорошо взрыхлить почву, но при этом о структуре, плотности и других физических свойствах почвы беспокойства проявляем слишком мало.

Только при вспашке пятикорпусным плугом трактор укатывает 40-50% поверхности поля. При движении трактора агрегатные комочки почвы разрушаются, распыляются, плотность почвы и капиллярность повышаются, а влагопроницаемость снижается. Все это ведет к снижению урожая. О том, как изменяются свойства почвы под тракторной колеей, можно судить по следующим цифрам. Поверхность поля оседает на 20 - 40 мм. А что это значит? Это значит, что плотность почвы повышается в различных слоях по глубине на 10 - 30%, капиллярность увеличивается на 20 - 45%, а проницаемость почвы для влаги снижается на 50 - 60%. Количество воздуха в почве снижается в два раза, а доступной для корней растений влаги - на 15 - 30%.

Сейчас уже известна оптимальная плотность различных типов почвы для многих культур. Только при этой плотности создаются наиболее благоприятные условия для роста и развития растений. Поэтому растения чувствительны к уплотнению.

Наиболее чувствительны к уплотнению почвы корнеплоды. Уплотнение почвы в три раза снижает урожай сахарной свеклы в шесть раз. При меньшем уплотнении разница в урожае менее разительна, но она ощутима: урожай сахарной свеклы на почвах с плотностью 1,4 г/см³ на 15 - 20% ниже, чем при плотности 1,0 г/см³. Урожай клубней картофеля на тяжелых глинистых почвах с плотностью 1,07 г/см³ на 25 - 30% выше, чем на участках с плотностью 1,35 г/см³.

Снижается и качество урожая. Корнеплоды сахарной свеклы, выросшие на почвах с низкой пористостью, короче и содержат меньше сахара.

Поэтому ни у кого не вызывает сомнения необходимость сокращения числа проходов трактора по полю, сведения их до минимума. А как это сделать? Ответ напрашивался сам собой: объединить отвальную вспашку и послеплужную обработку в совмещенном цикле, чтобы подготовить почву к посеву за один проход трактора. Но каково должно быть само орудие? Пытливая мысль земледельца давно искала ответа на этот вопрос.

Первые такие орудия появились почти одновременно с трактором в начале XX в. Практического применения они в свое время не получили, да и не могли получить, так как были сложнее обычного плуга и требовали мощных двигателей. Орудия эти представляли различные комбинации плужного корпуса и дополнительных рыхлящих рабочих органов в виде вертушек, пропеллеров, роторов, предназначенных для хорошего крошения и дробления почвенного пласта.

Однако всякий раз практическое применение их упиралось в отсутствие мощных тракторов. И только в последние годы, с появлением новых тракторов высокой энергонасыщенности, последняя преграда на пути комбинированных плужных корпусов отпала.

В нашей стране был создан комбинированный плужный корпус. Он имеет укороченный отвал и установленный за ним вращающийся ротор с вертикальной осью вращения. Пласт почвы, подрезанный лемехом, отбрасывается отвалом на принудительно вращающийся ротор. Взаимодействие ротора, пласта и почвы носит ударный характер. Пласт хорошо разрыхляется. Поэтому поле, вспаханное этим плугом, имеет выровненную поверхность, и его можно сразу же засевать семенами. Плуг с такими корпусами будет выпускать наша промышленность.

Кроме того, начнется выпуск плугов, у которых за каждым корпусом с укороченным отвалом будет стоять небольшая фреза. Поле, обработанное таким плугом, полностью подготовлено к посеву. Появляются ротационные плуги с вращающимися в горизонтальной плоскости ножами, культиваторы с рабочими органами типа фрез. Такие фрезерные машины наиболее эффективны на тяжелых заплывающих почвах, а также на полях, отведенных для картофеля, сахарной свеклы, овощных и других культур, требовательных к обработке почвы.

Другим направлением в сокращении числа проходов трактора по полю являются комбинированные агрегаты, состоящие из нескольких последовательно соединенных орудий, предназначенных для выполнения отдельных операций. К таким агрегатам предъявляют жесткие требования: при высокой экономичности работы выполнять совмещенные операции за один проход так же высококачественно, как и при раздельном способе.

Простейший комбинированный пахотный агрегат - плуг с прицепленными к нему зубовыми боронами применяется уже издавна. Одновременно со вспашкой борона разрушает крупные комья земли и выравнивает поверхность поля.

Примером может служить выпускаемый нашей промышленностью комбинированный пахотный агрегат ПКА-2, у которого к раме плуга прицеплены волокуша, поставленная параллельно брусу жесткости, и каток-комкодробитель, состоящий из двухрядных звездчатых вращающихся борон. После прохода агрегата получается хорошо выровненное поле с мелкокомковатой структурой.

Комбинированный пахотный агрегат ПКА-2

Механическое соединение отдельных сельскохозяйственных орудий друг за другом в один агрегат нерационально: он получается громоздким, неманевренным и малопроизводительным. Поэтому конструкторы стремятся установить на общей раме рабочие органы отдельных орудий, применяемых для раздельного выполнения операций. Но их очень трудно разместить на раме машины. Сейчас уже накоплен определенный опыт в этой работе, но все-таки более приемлемым решением было бы создание специальных комбинированных рабочих органов. Однако создать такие рабочие органы, надежные и компактные, пока не удается. Исключение составляют лишь плужные корпуса, о которых мы уже говорили.

По технологии почвообрабатывающее орудие должно обеспечить оборот пласта, его крошение, уничтожение сорняков и создание плотного семенного ложа на определенной глубине. Все это совместить в одном рабочем органе очень трудно. Тем не менее уже сейчас можно назвать несколько опытных агрегатов, удовлетворительно работающих в различных зонах страны.

У комбинированных агрегатов есть своя ахиллесова пята. Они более чувствительны к районированию, к изменению почвенных условий в сравнении с орудиями и машинами, выполняющими раздельно те же операции. Дело в том, что почвенные условия, которые являются оптимальными для одних рабочих органов, могут оказаться неблагоприятными для других.

Например, в зонах достаточного и избыточного увлажнения с тяжелыми суглинистыми почвами хорошо зарекомендовали себя активные рабочие органы - фрезы, а в зонах недостаточного увлажнения - агрегаты с пассивными рабочими органами.

Вопрос о создании комбинированных машин давно уже вышел за рамки почвообработки. Оказывается можно совмещать не только операции почвообработки, но и другие, следующие за ними. Поэтому сейчас ведутся работы по созданию агрегатов непрерывного цикла, которые за один проход подготавливают почву, высевают семена, вносят удобрения и т. д.

Ученые подсчитали и нашли возможным совмещать только несколько групп операций: основная обработка почвы - посев - внесение удобрений и гербицидов; предпосевная обработка почвы - посев - внесение удобрений и гербицидов; выравнивание поля - рыхление почвы - прикапывание и другие операции предпосевной обработки почвы; пахота - предпосевная обработка почвы (дробление глыб, уплотнение, прикатывание) - внесение удобрений; основная и специальная (противоэрозионная) обработка почвы - лущение стерни - уборка урожая.

Агрегаты непрерывного цикла, совмещающие несколько простых операций за один проход, подготавливают почву к посеву, высевают семена, вносят удобрения и заравнивают почву. Раньше задержки в технологическом процессе весенних работ были неизбежны. Требовалось время для перехода от одной к последующей операции. Это наносило незаметный сразу, но ощутимый при уборке урожая вред. Применение комбинированных орудий позволяет земледельцам выполнять операции по обработке почвы и посеву в оптимальные агротехнические сроки.