Недобор урожая зависит от направления прохода техники по полям

Обновлено: 05.10.2024

Механическая обработка почвы предусматривает воздействие рабочих органов машин и сельскохозяйственных орудий, в результате чего изменяются ее свойства и состояние. Цель механической обработки почвы - создание наиболее благоприятных условий для роста и развития культурных растений при одновременном и непрерывном повышении уровня почвенного плодородия.

В условиях интенсивного ведения сельскохозяйственного производства значительно усиливается воздействие на почву ходовыми системами сельскохозяйственных агрегатов. Чрезмерное уплотнение почвы, происходящее под интенсивным воздействием ходовых систем мощных тракторов, тяжелых сельскохозяйственных машин и транспортно-технических средств, стало серьезной угрозой плодородию почвы, приводит к её разрушению и является одной из причин развития эрозионных процессов.

Серьезным последствием уплотнения почвы является увеличение ее удельного сопротивления. Удельное сопротивление почвы – наиболее важная механическая характеристика, которая в значительной степени зависит от переуплотнения почвы различными движителями и ходовыми системами. Оно соответствует усилию, затрачиваемому на подрезание пласта, его оборот и трение почвы о рабочую поверхность орудия.

При переуплотнении ухудшается крошение почвы. Почва становится глыбистой, что приводит к неравномерной заделке семян, снижению их полевой всхожести, а в итоге – к значительному недобору урожая. Высокая плотность почвы обусловливает резкое ухудшение ее физико-химических и агрофизических свойств. Уплотненные почвы оказывают большое сопротивление проникновению в них корневых систем растений, в таких почвах ухудшается водно-воздушный и питательный режимы, развиваются эрозионные процессы.

Цель работы: снижение переуплотнения почвы при использовании машинно-тракторных агрегатов.

1. Выяснить, как влияет переуплотнение почвы машинно-тракторными агрегатами на растительность

2. Узнать способы повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

3. Выявить уплотняющие действия машинно-тракторными агрегатами на почву.

4. Познакомится с проблемой переуплотнения почвы машинно-тракторными агрегатами и путями решения данной проблемы.

Изменение почвы под влиянием машинно- тракторных агрегатов

За период подготовки почвы до уборки урожая разнообразные машины проходят по полю 5-15 раз. Суммарная площадь следов ходовых систем нередко вдвое превышает площадь поля, а на поворотных полосах - в 6-20 раз. Вследствие этого резко ухудшаются такие важные для роста и развития растений свойства почвы, как плотность, твердость, воздухо - и водопроницаемость.

При взаимодействии грунтов с ходовыми системами мобильной техники почва деформируется. Степень этой деформации зависит от исходного ее состояния: плотности и влажности во время прохода техники, величины контактного давления на почву и кратности воздействия.

Степень деформации также зависит от времени года: установлено, что в зимнее время плотность почвы под колесами трактора увеличивается незначительно, а значит использование тяжёлой техники относительно безопасно в этот период. Переуплотнение почвы наиболее опасно осенью и весной, когда почва бывает сильно насыщена водой. Летом степень переуплотнения зависит от выпавшего количества осадков (засушливое или дождливое лето).

Влажность почвы в момент воздействия на нее техники является важнейшим фактором, определяющим степень уплотнения при одной и той же нагрузке. Глубина деформации, определяемая выше названными факторами, а также единичной массой техники, давлением на ось и напряжением на глубине 50 см, варьирует от 20-30 до 50-60 см. Следствием этого является снижение урожайности зерновых и пропашных культур на 15-30%.

При средней степени уплотнения снижение урожая при прочих равных условиях достигает 20-30% на всех типах пахотных почв. При сильной степени уплотнения потери урожая могут достигать 50-60%. Последствия разового интенсивного уплотнения сохраняются в течение 2-5 лет. Многократное из года в год воздействие техники на почву ведет к "накоплению" уплотнения.

Основным требованием к средствам механизации сельскохозяйственных работ является требование их щадящего воздействия на плодородие почвы. Большое значение имеют пористость почвы, содержание влаги, размеры почвенных частиц и пор между ними, количество живых микроорганизмов и условия существования для организмов всех видов. В переуплотненных почвах возникает явление пространственной тесноты, возрастает сопротивление развитию корней. Растение достигает наибольшей продуктивности лишь при определенной плотности почвы, зависящей от ее типа.

Воздействие движителей на почву и пути снижения влияния машинно тракторных агрегатов на почву

Как биологическая среда почва остро реагирует не только на внешние воздействия естественного характера (дождь, мороз, ветер и т.д.), но и на результаты деятельности человека. Многие ученые считают основной причиной снижения плодородия и переуплотнения, воздействие на почву движителями тракторов.

Механическое воздействие движителей на почву не исчерпывается только уплотнением и уменьшением ее пористости, снижающей возможности жизнедеятельности макро- и микроорганизмов, а также развития корневой системы растений. От контакта с движителями разрушается структура верхнего слоя почвы, она измельчается. Вследствие этого усиливаются процессы эрозии, из почвы более интенсивно выветриваются и вымываются наиболее плодородные компоненты.

Снижение вредного воздействия тракторных движителей на почву достигается за счет применения трактора, тип и параметры движителя которого соответствуют данному агрофону, а также правильным выбором состава машинно-тракторного агрегата.

Наиболее радикальным путем снижения вредного воздействия машинно-тракторных агрегатов на почву является применениегусеничных тракторов.Вредное воздействие колесных движителей на почву может быть снижено до уровня вредного воздействия гусеничных тракторов несколькими способами. К их числу относятся: сдваивание колес, применение шин низкого давления и арочных шин, создание колесных тракторов колесной формулы 6К6. Положительные эксплуатационно-технологические свойства такого трактора повышаются существенным образом, если третий мост сделать отсоединяемым.

С целью снижения уплотнения почвы колесными тракторами следует применять шины низкого давления, позволяющие работать при давлении воздуха 0,08. 0,12 МПа. Для энергетических средств транспортно-технологического назначения наиболее эффективным способом снижения вредного воздействия на почву является применение арочных шин.

Вредное воздействие движителей на почву можно снизить, применяя широкозахватные и комбинированные агрегаты. При работе с широкозахватными агрегатами вредное воздействие движителей на почву уменьшается за счет снижения относительной площади вытаптывания движителями трактора по мере увеличения ширины захвата. Применение комбинированных агрегатов связано с изменением технологического процесса возделывания культур.

Растет интерес аграриев к высокой культуре земледелия, а также к решению вопросов увеличения и стабилизации объемов производства в растениеводстве с одновременным повышением рентабельности. В этом ключе в основном обсуждаются вопросы приемов и количества применения удобрений. При этом порой пренебрегают проблемой повышения плодородия почв, связанной с их переуплотнением, решение которой может увеличить урожайность и рентабельность растениеводства.

Идеальный трактор не может быть одновременно мощным и легким

В условиях интенсивного земледелия создаются условия, когда машины, призванные повысить урожайность, снижают плодородие почв. Являясь средой для выращивания сельхозкультур, почва выполняет функцию несущего основания для движителей сельхозмашин, которые оказывают на нее механическое воздействие. За последние десятилетия произошло повышение мощности и тягового класса тракторов и комбайнов. Их масса с 7-14 т возросла до 16-20 т. Исходя из стремления повысить производительность техники, ее создатели увеличивают мощность тракторов и ширину захвата орудий, что еще сильнее разрушает и уплотняет почву. Получается, что более 80% энергии в земледелии тратится на то, чтобы с помощью одних машин возместить ущерб, нанесенный другими машинами.

От переуплотнения почв снижается развитие растений, урожайность культур и плодородие интенсивно используемых земель. По данным российских специалистов, переуплотнению сегодня подвержено более 80% сельхозугодий, что является причиной потерь 30% урожая и дохода аграриев. Современные многооперационные технологии в растениеводстве с применением энергонасыщенной техники, имеющей большую эксплуатационную массу и высокое удельное давление на почву, приводят к ее уплотнению за вегетационный период до уборки на площади до 60-80% и до 98% после уборки урожая. В итоге, ежегодные потери урожая от применения на полях технических средств составляют 30 млн тонн зерна при перерасходе топлива до 3 млн тонн (Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 2018).

По данным белорусских ученых, урожайность зерновых в следах тракторов снижается на 10-15%, а корнеклубнеплодов — на 20-30% (Шило Н.И., Романюк Н.Н., Орда А.Н.). На уплотненных участках почвы увеличивается тяговое сопротивление рабочих органов, что ведет к увеличению расхода топлива и снижению производительности техники, а качество технологических операций по следам сельхозмашин не отвечает агротехническим требованиям. На поверхности поля остаются следы глубиной до 12 см, по которым плотность почвы существенно превышает оптимальные значения, не выдерживается заданная глубина обработки культиваторами, до 48% семян зерновых не заделываются на заданную глубину, ухудшается качество уборочных работ.

Переуплотнение почв — фактор их машинной деградации

В последнее время широко обсуждаются проблемы плодородия почв, при этом нет единого понимания, что такое плодородие и какие процессы происходят в одной из сред обитания.Для нормального развития растений требуется определенное соотношение между твердой частью почвы и содержащихся в ней водой и воздухом. Оптимальное состояние имеет почва, в которой твердые частицы составляют 50%, вода — 30% и воздух — 20% (табл. 1). Плотность почвы можно определить с помощью прибора — пенетрометра (рис. 2).

Фото:YouTube-канал Smart No-till Рис. 2. Пенетрометр — прибор, позволяющий определить плотность почвы

Таблица 1. Оптимальная плотность почвы для возделывания зерновых и пропашных культур (КазНИИ МЭСХ, Астафьев В.)

Машины расплющивают и прессуют пахотный слой почвы, который обычно наполовину состоит из воздушных полостей. Уплотняющее действие от колес и гусениц распространяется до 1 м в глубину и до 0,8 м в поперечном направлении, сохраняясь до следующего вегетационного сезона (табл. 2). Разрушенная структура почвы полностью не восстанавливается, в результате чего пашня с течением времени деградирует.

На практике удельное давление колесных тракторов и создаваемое ими уплотнение почвы существенно выше допустимого оптимального значения (0,6 кг/см²) . При этом величина удельного давления движителей на почву зависит не только от массы трактора, но и от нагрузки на его крюке.

Таблица 2. Воздействие движителей тракторов на почву

В прежние годы, когда для пахоты применяли гусеничные трактора, уплотненный слой был незначительным и его убирали изменением глубины вспашки. Применение на пахоте тяжелых тракторов привело к появлению массивного уплотненного горизонта ниже уровня обработки до 45-55 см глубины (рис. 3). Такие почвы уже не способны в полной мере выполнять свою функцию и быть благоприятной средой для обитания полезной биоты.

Уплотнение почвы наиболее существенно в весенний период, при ее высокой влажности, когда от многократных проходов техники происходит кумулятивный эффект. Обитающая в переуплотненной почве биота ухудшается. Известно, что черви не только постоянно перепахивают, но и ежегодно удобряют почву несколькими тоннами своих отходов на 1 га. По результатам исследования почвоведа-зоолога Стефана Шрадера , из-за уплотнения оптимальное количество мелких червей (около 6000 на 1 м²) после воздействия тяжелых машин уменьшается вдвое. В интенсивном земледелии живая биомасса почв уменьшилась с 15-30 до 2-3 т/га, а вместе с этим снизился коэффициент отдачи от минеральных удобрений.

По данным МСХ РФ, в России ежегодно теряется до 1,5 млрд тонн плодородного слоя, из-за чего плодородие почв за последние десятилетия упало почти вдвое. Известно, что за счет накопленного столетиями потенциала плодородия формируется более 50% урожая. Усугубляет положение нарушение севооборотов и недостаточное количество органических удобрений, отсутствие в севообороте многолетних трав и сидеральных культур, безграмотное использование химических удобрений и пестицидов.

Независимые ученые констатируют факт, что современный рост урожайности странным образом сочетается с прогрессирующим снижением качества продукции, фиксируемым микробиологами усилением деградации агроценозов, катастрофическим накоплением в почве патогенов.

В системе современных научных представлений применение минеральных удобрений повышает урожайность сельскохозяйственных культур и одновременно снижает плодородие почв (профессор Цховребов В ., зав. кафедрой почвоведения Ставропольского ГАУ). Когда почва переуплотнена из-за применения устаревших технологий и тяжелой техники, то уже не способна к самовосстановлению плодородия. В этом случае рекомендации по внесению минеральных удобрений для восстановления плодородия не действуют.

Способы борьбы с уплотнением почв

Способов предотвращения уплотнения почв пока разработано недостаточно. В настоящее время борьбу с уплотнением проводят по трем направлениям:

снижение уплотнения;
разуплотнение;
предотвращение уплотнения .

Для снижения уплотнения почвы совершенствуется ходовая система машин и агрегатов, уменьшается их масса, создаются широкозахватные и комбинированные машины. Есть мнение, что решить проблему уплотнения почвы можно, снизив среднее удельное давление колес на почву до 0,15 кг/см². Однако сделать это, не используя широкопрофильные шины (до 1 м) или сверхширокие шины (1,2 м) низкого давления, а также сдвоенные, не удается.

Для снижения уплотнения почв белорусские ученые рекомендуют использовать колесо низкого давления и повышенного снижения колебаний (демпфирования) (Шило И.Н., Чигарев Ю.В.).

Рис. 4. Гусеничный трактор при однократном проходе оказывает удельное давление на почву на 20–30% ниже, чем колесный. Фото: nsh.by

Широкопрофильные и сдвоенные шины существенно снижают уплотнение почвы и связанные с ним потери урожая, увеличивают выработку агрегатов, на 30-40% уменьшают расход топлива, снижают буксование и износ шин в 2,5 раза.

По данным немецкой компании Grasdorf Wennekamp, при использовании на тракторах широкопрофильных шин низкого давления производительность повышается на 40%, затраты снижаются на 30%, а при использовании сдвоенных колес производительность повышается на 80%, затраты снижаются на 45% (табл. 3).

Таблица 3. Сравнительный анализ работы тракторов в зависимости от типов шин (Grasdorf Wennekamp)

Только снижением удельного давления движителей тракторов проблему уплотнения почвы не решить. На данном этапе развития науки и техники наиболее эффективным приемом разуплотнения почвы является механическое рыхление на глубину 0,6-0,7 м с помощью глубокорыхлителей и щелевателей.

Одно из перспективных направлений — использование технологической колеи при возделывании культур, когда технологические и транспортные машины перемещаются по полю по постоянной колее. В качестве радикального шага в профилактике уплотнения почв можно рассматривать технологию прямого прямого посева (No-Till), которая требует меньше проходов техники по полю, что сокращает площадь следов машин с 80 до 46%. При этом в течение переходного периода к прямому севу (3-4 года) на деградированных почвах, наряду с биологическим (корни), может потребоваться неоднократное глубокое механическое рыхление.

Мониторинг плотности почвы — одна из составляющих технологии точного земледелия

Внедрение спутниковых систем навигации (GPS) открывает возможность собрать информацию о состоянии почвы в любй точке участка и принять решение по выбору технологии механического воздйствия, направленного на создание оптимальной плотности почвы.

Все транспортные средства, оснащенные GPS, передвигаются по полю по постоянной технологической колее с взаимно согласованной шириной захвата. Одни и те же колесные колеи используются для обработки почвы, посадки и опрыскивания растений, а также уборки урожая. При использовании в земледелии постоянной технологической колеи зоны движения машин отделены от зон возделывания культур. Благодаря этому как минимум на 2/3 площади создаются условия для устойчивого улучшения структуры почвы. По другим данным, технология управляемого движения по полям (CTF) позволяет сократить площади следов от машин до 14% от площади поля и повысить экономическую эффективность использования машин. К сожалению, в нашей республике эта система пока не получила широкого распространения.

Стратегия механического рыхления уплотненной почвы

Глубокое сплошное рыхление склоновых и равнинных земель рекомендуется проводить осенью по стерневым фонам зерновых и пропашных культур вместо зяблевой вспашки. В тех случаях, когда отсутствует осушительная сеть и есть опасность переувлажнения почвы, ее глубокое рыхление под картофель, корнеплоды, кукурузу и другие культуры проводят весной. Щелевание целесообразно осенью на сенокосах и пастбищах, склоновых и переувлажненных равнинных землях перед посевом озимых культур, а также по отвальной и безотвальной зяби.

Разуплотнение почвы — финансово затратный прием. Глубина обработки почвы всегда индивидуальна для каждого конкретного поля в соответствии с результатами измерения уплотнения. Затраты зависят от цены агрегата и глубины разуплотнения. Для этого имеется условный коэффициент — 0,5 л дизельного топлива на 1 см углубления.

Влияние способа основной обработки и интенсивности уплотнения на урожайность ячменя

Российские ученые провели ряд исследований, чтобы установить оптимальные системы основной обработки и оптимальный уровень плотности почвы при возделывании ячменя в Амурской области. Результаты показали, что отвальная и безотвальная обработки почвы создают оптимальные условия для развития растений на неуплотненной почве только при 1-3-кратном прохождении техники по полю. При 4-5-кратном прохождении тракторов уплотнение уже превышает пределы оптимума. Существенное снижение урожайности ячменя наблюдалось при уплотнении почвы более 1,23 г/см (Немыкин А.А., 2009).

По мере роста кратности уплотнения количество растений ячменя в фазу всходов уменьшалось как по отвальной, так и по безотвальной обработке. С увеличением уплотняющего действия на почву в структуре агрофитоценоза увеличивалось количество и доля сорняков. При этом доля многолетних сорняков по количеству и по массе была больше при безотвальной обработке почвы, чем при отвальной.

При увеличении уплотняющего воздействия тракторов на почву ухудшалась структура урожая ячменя (масса 1000 зерен, длина колоса, количество зерен в колосе, общая кустистость), увеличивалась соломистость. Безотвальная обработка уплотненной почвы приводила к снижению урожайности зерна.

Ходовые системы тракторов / В.М. Забродский, А.М. Файнлейб, Л.Н. Кутин, О.Л. Уткин-Любовцев. — М., 1986.
Кушнарев А.С. Механика почв; задача и состояние почв // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1987. — № 3. — С. 9-13.
Немыкин А.А. Формирование урожая ячменя под влиянием уплотнения на фоне различных способов основной обработки почвы в Южной зоне Амурской области. — 2009.

Рис. 12. Развитие движителя по линии увеличения степени дробления

СПОСОБ 2: ХОДИТЬ ПО ПРОТОРЕННЫМ ДОРОЖКАМ

Снизить уплотнение почвы колесами машин можно, если упорядочить движение машин по полям, например, двигаться по постоянным технологическим колеям.

Постоянные колеи

На рисунке 13 показана поверхность поля, обнаженная после эрозии верхних слоев почвы. На поле видны следы от колес машин, образованные уплотненной почвой. Следы показывают, что глубокому уплотнению подверглось около 80% площади поля [1].

Рис. 13. Следы сельскохозяйственных машин на поле

Рис.14. Выгрузка зерна комбайном в грузовик, двигающийся по соседней технологической колее [21]

Земледелие с использованием постоянной технологической колеи или, как его называют зарубежные исследователи, управляемым движением по полям (Controlled Traffic Farming – CTF) – это отделение зон движения от зон возделывания растений. На практике это означает, что:

одни и те же колесные колеи используются для обработки почвы, посадки растений, опрыскивания и уборки;
колеса всех тракторов и машин установлены на одну и ту же ширину колеи (см. рис. 15) [22].

Рис. 15. Одинаковая ширина колеи для всех машин

У большинства фермеров, которые не используют движение техники по постоянным колеям, ширины колей машин разные и двигаются они по полю в разных направлениях, что приводит к покрытию следами колес более 80% площади поля (см. рис. 16) [23].

На рисунке также показана площадь покрытия поля следами колес от машин при переходе от традиционной технологии обработки поля к технологии без вспашки (no-till) и затем к использованию постоянной технологической колеи. Сравнение основано на 3-х метровой ширине колеи машин. Ширины захвата уборочного комбайна, опрыскивателя и культиватора кратны 3 метрам и в данном случае составляют 9 метров. Возможно использование и большего оборудования, например, 15-ти метрового опрыскивателя.

Рис. 16. Площадь покрытия поля следами колес

Переход к технологии no-till, при которой используется меньше агротехнических операций, а, следовательно, и требуется меньше проходов техники по полям, сокращает площадь следов машин на поле до 46%. Использование постоянной технологической колеи и настройка ширины колеи у всех машин на один размер позволяет сократить площадь следов на поле до 14%.

В Австралии примерно 1 млн гектаров обрабатывается с использованием технологии управляемого движения по полям [21].

Вот что говорит об использовании технологической колеи специалист по вопросам уплотнения почв из Австралии Рохан Рэйнбоу: «На самом деле проблема уплотнения почвы очень проста, и решить ее не сложно, важно понять главное: выбор техники никакой существенной роли в этом вопросе не играет. Все зависит от того, как вы располагаете машину на поле, как она перемещается по нему.

Рис. 17. Трактор с увеличенной длиной колесных осей

Система земледелия с постоянной технологической колеей обладает следующими преимуществами:

ниже стоимость выполнения агротехнических операций из–за уменьшения потребления топлива, затрат времени и труда, экономии на семенах, опрыскивании и удобрении, 10–25% экономии может быть получено сразу;
меньше эрозия почвы, и она лучше удерживает влагу, что обеспечивается правильно выбранным направлением рядов;
позволяет проводить междурядную посадку растений, их культивацию и подкормку удобрениями;
сочетается с нулевой обработкой почвы и дает возможность получить максимальную прибыль от нее;
улучшает управление точными сельскохозяйствнными орудиями и системами;
выше производительность.

Комбайн, модифицированный под систему земледелия с технологической колеей, движется быстрее, чем по обычному полю, и, имея лучшее сцепление с почвой, потребляет меньше топлива (см. рис. 18) [21].

Рис. 19. Комбайн на технологической колее

Можно еще больше снизить площадь покрытия поля следами колес, если увеличить расстояние между технологическими колеями.

Мостовой трактор

История мостового (портального) трактора началась в 1855 году, когда англичанин Александр Халкотт создал портальную машину на рельсах, в которой он видел средство применения энергии пара для всех сельскохозяйственных операций. Но серьезные работы по исследованию таких машин начались только через 100 лет и особенно активизировались в последние два десятилетия [25].

Разработкой портальных тракторов занимались в США, Великобритании, Швеции, Голландии, Израиле, Японии, Австралии. В СССР тоже проводились подобные работы, упор делался на использование машин с электроприводом как на поле, так и в теплицах, а машины с гидравлическим приводом применялись для полива и внесения химикатов.

В 1975 году свой первый мостовой трактор построил Дэвид Доулер. Это четырехколесный трактор с пролетом 12 метров и поворотными колесами, обеспечивающими ему высокую маневренность. Мостовой трактор передвигается по постоянным колеям, расположенным на расстоянии, равном его пролету. Движение трактора в продольном направлении обеспечивается поворотом главных ведущих колес на 90 градусов (см. рис. 20).

Рис. 20. Мостовой трактор Доулера начала 1990-х

Исследования, проведенные в Австралии и Великобритании с мостовым трактором Доулера, движущимся по технологическим колеям, показали, что стоимость посева культур снижается на 40%, экономия энергии при обработке почвы достигает 55%, значительно улучшается качество обработки и структура почвы.

Мостовой трактор Доулера, управляемый системой лазерного наведения, используется также в Голландии для выполнения высокоточных полевых операций.

Внедрение мостовых тракторов приносит следующие выгоды:

минимизируются потери площади из-за прохождения техники;
автоматизируется выполнение агротехнических операций;
достигается высокая точность позиционирования орудий;
снижается повреждение урожая;
улучшается обработка почвы.

Однако пока имеется мало данных об урожаях культур на больших площадях, где постоянно поддерживался режим движения техники по технологическим колеям [25].

Длина пролета мостового трактора может быть от 3 до 21 метра и определяется особенностями выращиваемой культуры, ограничениями на размеры транспортных средств и стоимостью. В Израиле с 1996 года эксплуатируется трактор с шириной пролета 5,8 метра и высотой дорожного просвета 1,8 метра с четырьмя ведущими колесами (см. рис. 21).

Рис. 21. Мостовой трактор с шириной пролета 5,8 метра

Чем длиннее пролет мостового трактора, тем больше требуется площади на краю поля для его разворота. На рисунке 22 изображено поле для посева, схема движения и примеры разворотов мостового трактора на поворотной полосе [26].

Рис. 22. Схема движения и разворотов мостового трактора на поле

Чтобы начать эксплуатацию мостового трактора, следует предварительно выровнять почву.

Тяговое усилие у мостового трактора низкое, и его выгодно применять при технологии no-till, где нет таких энергоемких операций, как отвальная вспашка почвы. Минимальная энерговооруженность мостового трактора с приводом на два колеса должна быть 15 кВт/т. Смещение нагрузки от центральной линии трактора не влияет на стабильность его управления при наличии достаточного тягового усилия на колесах.

При работе на мостовых тракторах водителю должна быть обеспечена хорошая видимость колеи. Должны быть предусмотрены: средства управления машиной в продольном направлении,

ограниченное выступание частей машины за пределы колеи, устройство для обеспечения различной скорости вращения колес.

В Швеции компании TEC и Biovelop AB разрабатывают мостовой трактор под названием BIOTRAC с 4-мя ведущими управляемыми колесами, предназначенный для точного земледения с управляемым движением по технологическим колеям и системой глобального позиционирования GPS (см. рис. 23) [26].

Рис. 23. Шведский мостовой трактор BIOTRAC

Опыт применения мостовых тракторов в зерновых хозяйствах, показал, что они могут быть использованы в качестве замены или дополнения к существующим тракторным системам и приводят к повышению урожайности зерновых на 7% [25].

Если еще больше увеличить длину пролета мостового трактора, то получим стационарный агротехнический мост.

Мостовое агротехнический комплекс

«В свое время проекты мостового земледелия предлагали англичанин Халкотт, наши соотечественники М. Правоторов, К. Борин, поляк Б. Свецкий и др.

Автоматизированный мостовой агротехнический комплекс (АМАК) – это самоходный завод, а АМАК-система – это земледельческое автоматизированное и полностью электрифицированное предприятие, предназначенное для массового гарантированного производства продуктов земледелия на больших окультуренных угодьях равнинного типа (см. рис. 24).

Рис. 24. Автоматизированный мостовой агротехнический комплекс

В чем АМАК-система более эффективна по сравнению с обычной тракторной?

При производстве одинакового по количеству и качеству целевого продукта (зерна, овощей, кормовых культур и т. п.), АМАК-система будет потреблять существенно меньше ресурсов, совсем не будет загрязнять окружающую среду и. улучшит качество земли.

В 1,5 раза меньше понадобится. семян, воды и площади активных угодий за счет повышения урожайности, ведь не будет переуплотнения почвы ходовыми частями тракторов, комбайнов, автомобилей и прицепленных агрегатов.

Какие нужны капитальные вложения чтобы построить первую опытную АМАК-систему?

«Преимущества агромостового комплекса:

Есть у агромостового комплекса и свои недостатки: «Земледелие привязано к рельсовым путям, почва уплотняется в местах укладки рельсов. Но. расстояние между рельсами можно делать намного больше, чем колея трактора: 20–30 м и даже 50–150 м, а возможно и еще больше.

Для вредного действия движителей машин на поле наблюдается та же тенденция – с развитием машин и технологий уменьшается площадь покрытия поля следами машин.

Далее, если продолжить тенденцию уменьшения площади следов на поле, то в соответствии с линией развития зоны взаимодействий можно предположить, что следующее поколение машин будет двигаться по полям, опираясь на постоянные технологические площадки – точки. Прототипами таких машин могут быть струнный агромост и шагающий трактор.

Струнный агромост

Презентация модели СТЮ (масштаб 1:5) послу Филлипин в России, апрель 2001 года

Струнный транспорт Юницкого (СТЮ)

СТЮ представляет собой предварительно напряженные рельсы-струны, поднятые на опорах на высоту 5–25 метров. По двум рельсам-струнам движутся четырехколесные транспортные модули.

Благодаря высокой ровности и жесткости струнной путевой структуры легко достижимы скорости движения 250–350 км/ч.

Стоимость струнных магистралей, обеспечивающих пропускную способность более 50 тысяч пассажиров и 50 тысяч тонн груза в сутки, составит $600–800 тысяч за один километр, а с инфраструктурой и подвижным составом – $900–1200 тысяч за км.

Пока проект СТЮ не реализован [31].

Рис. 26. Струнный агромост

Шагающий трактор

Это управляемый шагающий мостовой робот, несущий на себе сельскохозяйственные орудия (см. рис. 27).

Шагающая машина для работы в лесу [33]

Шагающие машины

Прототипом шагающей машины, опирающейся на постоянные технологические площадки на поле, может служить робот–паук, построенный финским филиалом компании John Deere для лесного хозяйства.

Робот-паук оснащен шестью ногами со сменными подошвами и может равномерно распределять вес между ними.

Робот минимизирует травмирование лесной почвы и разрушение корней деревьев при расчистке и вырубке леса [32].

Рис. 27. Шагающий мостовой трактор

Если продолжить линию развития зоны взаимодействий в сторону уменьшения вредного действия, то можно предположить, что вредное действие может быть сведено либо к бесконтактному виду (действие передается через поле – магнитное, гравитационное и т.п.), либо оно исчезает вовсе (см. рис. 28).

Рис. 28. Линия взаимодействий, продолженная в сторону уменьшения вредного действия

Следуя этой модифицированной линии взаимодействий, можно предположить, что машины следующего поколения вообще не будут оставлять следов на поле. И такие машины уже существуют – это вездеходы на воздушной подушке и летательные аппараты.

В ЧЕМ их преимущества и недостатки при обработке почвы? Ведь одни ратуют за безотвалку и предлагают чаще ее применять, другие, наоборот, отдают предпочтение пахоте, утверждая, что это наиболее эффективный и надежный агроприем. Но больше всего, пожалуй, правы третьи — необходимо переходить на качественно новые, более экономичные агротехнологии, направленные на повышение урожайности, сокращение расхода горючего, наращивание в почве гумуса и так далее. Наконец, нужна комплексная система земледелия, которая позволит с максимальной отдачей использовать наше главное богатство.

— В первую очередь необходимо остановить ее разрушение за счет водной и ветровой эрозий, — считает Виктор Павлович. — И это не только разрушение почвенного покрова и сокращение плодородия пахотного слоя, но и осложнение экологической ситуации. А в условиях нашей страны плодородный слой смывается на склонах крутизной в один градус, на открытых мелиоративных участках Полесья песчаные и болотно-торфяные участки подвергаются эрозии при скорости ветра три-четыре метра в секунду. Как показали исследования, в целом по республике деградировано более 60 процентов пашни. Основная причина этого — в обработке, основанной на отвальной вспашке. Она не только не отвечает требованиям дня, но и способствует снижению плодородия. А значит, и урожайности. Если в 1976 году в республике было 2,1 миллиона гектаров пахотных земель, подверженных водной и ветровой эрозиям, то теперь — почти 4 миллиона. Их разрушение продолжается, несмотря на защитные мероприятия. На таких почвах недобор урожая колеблется от 20 до 60 процентов.

По данным Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, при зяблевой вспашке поперек склона с каждого гектара смывается 18 и более тонн почвы, в формировании урожая принимает участие около 40 процентов минеральных удобрений, а остальные уносят поверхностные и грунтовые воды. В результате в наших сельских колодцах предельно допустимая концентрация нитратов превышена в два-три раза, а в зонах животноводческих комплексов — еще больше.

Общепризнанно, что уровень эрозии почвы нельзя считать допустимым, если ежегодный ее объем превышает 12,5 тонны с гектара. К сожалению, эти потери в стране выше допустимого уровня. В результате в Брестской и Гродненской областях, например, уже наблюдаются пыльные бури.

— Еще сорок лет назад в США были приняты кардинальные меры по ее предотвращению. В стране создали специальные госслужбы, оказывающие фермерам техническую и практическую помощь при внедрении почвозащитных мероприятий. За короткий срок организовали два общенациональных обследования земельных и водных ресурсов. В результате все почвы разбили на четыре класса и пять видов защитной обработки: нулевую, гребневую, полосную, мульчирующую и сокращенную. Из всех их наибольшее распространение получила четвертая.

У нас же практически повсеместно господствует один вид — вспашка с последующими многократными культивациями. При этом зяблевая обработка особенно вредна, когда 7—8 месяцев в году почва подвергается разрушительному воздействию воды и ветра.

— Вместе с почвой вымывается около 200 килограммов гумуса, 10 — азота, 5 — фосфора, 6 — калия. Если учесть, что ежегодно зяби вспахивается примерно два миллиона гектаров, то мы ежегодно теряем около 400 тысяч тонн гумуса, 20 тысяч тонн азота, 10 тысяч тонн фосфора и 12 тысяч тонн калия. При этом нужно иметь в виду, что вспашка способствует усилению минерализации гумуса. Чтобы восполнить его потери только от эрозии, на поля необходимо дополнительно вывозить около 10 миллионов тонн органических удобрений плюс 40 миллионов тонн для восполнения гумуса, который разложился при возделывании сельхозкультур. Такого количества органики, как известно, наши фермы дать не могут. В результате его содержание, а следовательно и плодородие почвы в последнее время уменьшились примерно в 60 районах.

А кто считал дополнительные расходы на перевозку и внесение минеральных удобрений, органики, другие затраты? Думаю, не погрешу против истины, если скажу, что никто. Только на вспашку одного гектара почвы необходимо затратить 20 литров топлива, а на чизелевание или обработку дискатором — 10. Если умножить эту цифру на два миллиона гектаров, то мы ежегодно теряем около 20 тысяч тонн горючего.

— Как в таком случае можно наращивать плодородие или хотя бы поддерживать в почве необходимое количество органического вещества?

— В основном за счет соблюдения структуры многолетних и однолетних бобовых и бобово-злаковых трав. В Нидерландах, например, 70 процентов сельхозземель занято многолетними травами. При урожайности 250—300 центнеров зеленой массы они оставляют пожнивных и корневых остатков, эквивалентных 60 тоннам навоза на гектар. Если в севообороте 25 процентов многолетних трав, то продуктивность пашни увеличивается на 20 процентов, обеспечивается положительный баланс гумуса, примерно наполовину снижается потребность в минеральных удобрениях.

— В качестве эксперимента там бесплужно обрабатывали пять тысяч гектаров. Результаты превзошли все ожидания. Продуктивность пашни увеличилась на 44 процента, экономия топлива и суммарные эксплуатационные затраты снизились на 55—60 процентов. Средневзвешенное содержание гумуса увеличилось с 1,7 до 2,21 процента. Это подтверждается данными Гомельской областной проектно-изыскательской станции химизации сельского хозяйства.

Результаты эколого-экономического эксперимента передали в Минсельхозпрод. Но, по мнению его специалистов, положительный результат в совхозе-комбинате достигнут не за счет обработки почвы, а благодаря внесению больших доз органических удобрений, втрое больше, чем в среднем по республике.

В Минсельхозпрод вносились предложения и по совершенствованию системы севооборотов, расширению посевов многолетних бобовых трав для поддержания необходимого количества питательных веществ. Они согласуются с позицией ведомства и нашли поддержку.

— Если проанализировать зяблевую обработку почвы, то за последние 15 лет в оптимальные сроки ее поднимали не более 30 процентов. Многие полагают, лучше пахать поздно, но осенью, чем ранней весной.

— Нельзя хирурга лишать скальпеля, но и резать живую плоть без повода тоже нельзя. Поэтому плуг необходимо применять при запашке многолетних трав, больших доз слабо разложившихся органических удобрений. Мировая практика земледелия и научные исследования в нашей стране показали, что глубокая механическая обработка почвы плугом вполне заменима другими энергосберегающими и почвозащитными агроприемами, в том числе минимальными и нулевой обработками. Преградой к их внедрению остаются консерватизм и труднопреодолимый психологический барьер. Его не в силах пока преодолеть даже те, от кого зависит освоение новых технологий. Нужно научиться мыслить другими категориями. Кто этого не поймет, тот безнадежно отстанет.

Все, кто отдает предпочтение плугу, утверждают: при поверхностной безотвальной обработке сильно возрастает засоренность полей. Но хотелось бы увидеть хоть одно поле, очищенное с помощью плуга. Самый мудрый академик и самый справедливый арбитр, способный завершить затянувшуюся полемику, — природа и практика. Там, где в земледелии нарушается гармония природы, многократно увеличиваются затраты на защиту растений, топлива, удобрений, страдает экология.

Этот год оказался не самым благоприятным для овощеводов. Растения из-за холодных ночей плохо завязывали плоды, и сейчас медленно, но верно оканчивают плодоношение на 1-2 месяца раньше обычного срока. В чем причина такого короткого плодоношения культур? Давайте попробуем разобраться.

Причина №1 – нехватка воды

Большинство овощей воспринимает отсутствие полива более трех-пяти дней как конец сезона и быстро сворачивают плодоношение. Вместо этого утолщается кожура плодов и ускоренно развиваются семечки.

Особенно это заметно на кабачках, можно найти мелкие кабачки с кожурой, прочной как камень. То же самое может происходить с корнеплодами, капустой, подсолнечником, картошкой…

Но особенно сильно на это реагируют растения в теплице. Переубедить овощи, снова начав поливы, очень сложно.

Что делать? Ввести правило – поливать влаголюбивые овощи регулярно, чередуя сильные поливы со слабыми, освежающими. Исключение – помидоры и ряд корнеплодов, которые от обилия воды в период налива плодов могут лопаться.

Причина №2 – нехватка азота

Все знают, что во вторую половину лета надо подкармливать растения фосфором и калием, исключив азот из подкормок. Однако такая диета приводит к раннему плодоношению и быстрому окончанию вегетации. Поэтому небольшие дозы азота не только полезны, но и позволяют серьезно поднять урожайность.

Что делать? Использовать для подкормки болтушки с выветривавшейся органики. В ней много фосфора и калия и есть немного азота, необходимого для плодоношения.

Причина №3 – использование ранних сортов

Нам всего и всегда хочется пораньше. Но ранние сорта и плодоносят меньше, и урожай приносят слабее. Уже после 60 дней у них начинает желтеть ботва, и никакая сила не способна продлить их плодоношение. Обычно ранние сорта плодоносят в два-три раза меньше, чем поздние, и плоды у них часто меньшего размера.

Что делать? Или ранние сорта высаживать в несколько сроков, или, что лучше, сажать немного ранних сортов для ранних салатов и основную массу поздних – для основного плодоношения.

Причина №4 – несвоевременный сбор созревших плодов

У помидоров, баклажанов, гороха, дыни и ряда других овощей плодоношение прекращается, если вовремя не снимать завязавшиеся плоды. Что делать? Проводить постоянные сборы урожая, это и количество плодов увеличит, и продлит плодоношение.

Причина №5 – ранние заморозки

Особенно вредны они для ремонтантных сортов малины и земляники. Если их от непогоды накрыть нетканкой, то плодов соберете намного больше. Овощи укрывают спанбондом в два слоя, так как через один морозы могут убить ботву раньше времени.

Замена в теплице стекла на поликарбонат тоже полезна, так как такая теплица более устойчива к морозам.

Читайте также: