CC BY
72
УДК 631.516:631.445.56
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОРУДИЙ С АКТИВНЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ В КАЧЕСТВЕ ПРИЕМОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ
The Efficiency of Application of Agricultural Implements with Active Working Bodies as Methods of Presowing Cultivation of Grey Forest Soils of Non-Chernozem Zone of Russia
Кувшинов Н.М., д.с.-х. наук, профессор, kuvshinov.bsgha@bk.ru
Kuvshinov N.M.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. Одним из основных факторов, определяющих урожайность сельскохозяйственных культур, является обработка почвы. Она определяет уровень крошения почвы, ее структуру, водный, воздушный и пищевой режимы, интенсивность протекания в ней биологических процессов. Совершенствование систем и способов обработки почвы в земледелии России остается наиважнейшей проблемой, которая не имеет однозначных решений, так как факторов и условий, определяющих выбор наиболее оптимального способа, достаточное множество. В статье показано положительное влияние фрезерной обработки на технологические (уровень крошения, твердость почвы), агрофизические условия произрастания (плотность сложения, общая скважность, содержание влаги в почве) и урожайность ячменя и картофеля. Отмечено, что вопросы дальнейшего изучения обработки почвы с активными рабочими органами под другие сельскохозяйственные культуры, сочетания с другими приемами и способами предпосевной обработки следует увязывать с появлением в производстве новой почвообрабатывающей техники. Сельхозпроизводителям необходима качественная и конкурентоспособная техника применительно к определенным почвенно-климатическим условиям. Модернизация земледелия России должна предполагать оценку ресурсного потенциала, нормирования антропогенной нагрузки, агротребований к новым рабочим органам и машинам, совершенствованию агротехнологий и машин.
Summary. One of the main factors affecting the yield of agricultural crops is tillage. It determines the crumbling level of the soil, its structure, water, air and nutritional modes, and the intensity of the biological processes in it. The improvement of systems and methods of soil processing in agriculture of Russia remains the most important problem having no clear solutions, as there are a great number of the factors and conditions determining the choice of the most optimal method. The article shows the positive effect of milling on the technological growing conditions (the crumbling level, soil hardness), agro-physical growing conditions (composition density, total porosity and moisture content in the soil) and on the yield of barley and potato. It is noted that the issues of the further study of soil treatment with active working bodies for other crops, combination with other techniques and methods ofpresowing cultivation should be coordinated with the new soil cultivating machines. Farmers need high-quality and competitive agricultural machines depending on certain soil and climatic conditions. Modernization of agriculture in Russia should involve assessing the resource potential, regulation of anthropogenic load, agro-technical requirements for new working bodies and machines, improvement of agricultural technologies and machines.
Ключевые слова: обработка почвы орудиями с активными рабочими органами, фрезы с вертикальными рабочими органами, агрофизические свойства почвы, урожайность сельскохозяйственных культур.
Keywords: tillage with implements having active working bodies, cutter with vertical milling working bodies, agrophysical properties of soil, yield of crops.
Введение. Идея применения машин с активными рабочими органами возникла давно. Первый роторный плуг, рабочие органы которого приводились от движения паровой машины, был изготовлен в Англии в 1859 году [16]. В западноевропейских страх и в США в садоводстве и полеводстве фрезерные орудия применяются с 1925 года как на предпосевной обработке, так и при уходе за пропашными культурами [20]. В нашей стране практическое использование машин с активными рабочими органами (типа фрезы) начато еще в 30 годы прошлого столетия [19]. Как от-
мечал И.П. Макаров, главной причиной недостаточного распространения фрезерной обработки почвы в нашей стране в прошлом явилось отсутствие высокопроизводительных энергонасыщенных тракторов, отсутствие мощных тракторов, с одной стороны, конструктивные недостатки существующих фрез, малая их производительность и ненадежная конструкция, с другой стороны, оставались основными препятствиями для внедрения их в производство. Значительным тормозом для внедрения этих машин в полеводстве явилось и отсутствие проверенного экспериментального материала, позволяющего дать положительную оценку влияния фрезерных машин на основные агрофизические свойства почвы [13].
В настоящее время наиболее полно изучены концепции системы основной обработки почвы, где изучаются отвальные, безотвальные, поверхностные и нулевые способы обработки. Просмотренные нами статьи в журнале «Земледелие» за 2014-2016 гг. убедительно свидетельствуют о том, что подавляющее число публикаций посвящено изучению способов и приемов основной обработки почвы. Изучение приемов предпосевной обработки почвы не уделяется должного внимания и в том числе и приемам обработки почвы с активными рабочими органами типа фрезы. Вместе с тем, от приемов предпосевной обработки почвы зависит уровень крошения почвы, агрофизические свойства, твердость почвы, водный и воздушный режимы, которые, прежде всего, определяют полевую всхожесть мелкосеменных культур и условия их стартового роста и развития.
Установлены параметры плотности сложения и степени крошения обрабатываемого слоя для разных периодов роста и развития растений, что будет создаваться за счет различных приемов обработки почвы и их сочетаний. Рабочие органы при этом должны конструироваться с учетом требований растений к агрофизическим факторам внешней среды. Рекомендации по оптимальной плотности сложения для данной культуры необходимо четко определить для определенного периода роста и развития. Оптимальные значения этого показателя в период основной обработки почвы могут быть одни, предпосевной подготовки почвы - другие, во время посева - третьи, в течение вегетации - четвертые. Необходимо пересмотреть методологический подход к усовершенствованию изучения данного вопроса, совершенствованию методики постановки модельных микрополевых опытов для определения оптимальных по значению градиентов плотности почвы в разных слоях, определяющих уровень ее плодородия и условий роста и развития культур применительно к определенному периоду развития культуры. Решение этого вопроса имеет существенное значение и для создания необходимых машин, способных создавать эти условия.
При рассмотрении обработки почвы орудиями с активными рабочими органами для поч-венно-климатических условий Нечерноземной зоны России (на примере Чувашской Республики и Брянской области) особое внимание должно быть уделено обоснованию возможности такой обработки почвы под ведущие сельскохозяйственные культуры регионов. Обработка почвы орудиями с активными рабочими органами в широком диапазоне влажности позволяет за один проход качественно подготовить почву к посеву.
Материалы и методика. Исследования проводились на опытных полях Чувашского сельскохозяйственного института (академии), Брянского сельскохозяйственного института (академии, университете) с 1976 по 1998 гг. Экспериментальные работы по созданию новых с нашим участием начались с 1990 г. и продолжаются в настоящее время (нами в декабре 2016 г. поданы две заявки для получения патента на полезную модель). Выполненные исследования проводились по общепринятым методикам.
Схемы опытов. Вопросы эффективности обработки почвы с активными рабочими органами были изучены в одном стационарном полевом опыте, 6 полевых опытах и 8 вегетационно-полевых (модельных микрополевых) опытах. Эффективное плодородие отдельных слоев серой лесной почвы изучалось в четырех модельных микрополевых опытах. Отзывчивость сельскохозяйственных культур на окультуривание слоев почвы изучалось на моделях, где использовали наложение различных комбинаций слоев 0-10, 10-20 и 20-30 см. Изучение изменений эффективного плодородия почвы от перемешивания (по типу фрезерования) или перемещения ее частей (рыхление, оборачивание), искусственно имитирующих способы обработки почвы на фоне различных удобрений, изучали в двух микрополевых опытах.
Эффективность фрезерной обработки почвы под ячмень в сочетании с различными системами ухода (без ухода, боронование посевов, внесение гербицида в фазу кущения, боронование с применение гербицида в фазе кущения) проводили на фоне культивации на 5-6 см (контроль); культивация на 10-12 см + прикатывание, боронование в два следа; фрезерование на 10-12 см + прикатывание.
В качестве приемов предпосевной обработки почвы под картофель использовали: вспашку ПН-4-35 на 18-20 см (контроль); фрезерование на 18-20 см; безотвальное рыхление ПН-4-35 на 27-30 см; вспашку плугами с вырезными отвалами на 27-30 см; обработку АКП-2,5 на 23-25 см; обработку стойками СибИМЭ на 30-32 см; обработку чизельным плугом ПЧ-2,5 на 38-40 см.
«Снизить уплотнение почвы помогают периодические глубокие обработки, разрушающие плужную подошву. В полевом опыте, проведенном в Брянском СХИ на серых лесных окультуренных почвах в 1990-1991 гг., искусственно уплотняли почву трактором МТЗ-82 перед предпосадочной обработкой поля под картофель. Для разуплотнения использовали различные способы предпосадочной обработки почвы: комбинированным агрегатом АКП-2,5 на 23-25 см; безотвальное рыхление плугом ПЛН-4-35 со снятыми отвалами на 27-30 см; фрезерование на 18-20 см; обработка плугом со стойками СибИМЭ на 30-32 см; рыхление чизельным плугом ПЧ-2,5 на 38-40 см.
Результаты и их обсуждение. В наших исследованиях было установлено, что как на хорошо, так и среднеокультуренной серой лесной почве происходит дифференциация пахотного слоя по плодородию. Разница по эффективному плодородию слоев почвы 0-10 и 10-20 см менее выражена, чем слоя 20-30 см и верхними слоями, С глубиной в почвах уменьшается содержание гумуса, основных питательных веществ, общая скважность, скважность аэрации при НВ, но возрастает содержание агрономически ценных агрегатов и их водопрочность, равновесная плотность сложения и твердость почвы.
Установлено, что тщательное перемешивание верхнего двадцатисантиметрового слоя почвы весной обеспечивало повышение урожайности сельскохозяйственных культур в сравнении с рыхлением или оборачиванием. При глубине обработки 0-20 см перемешивание в сравнение с оборачиванием повышало урожайность на 16%. Перемешивание почвы мощностью 30 см снижало продуктивность растений в сравнении с вариантом рыхления и повышало в сравнении с вариантом, где проводилось полное оборачивание. Применение минеральных (КРК) и органических (торф) удобрений значительно уменьшают эти различия.
Исследованиями Н.М. Кувшинова, В.В. Медведева установлены основные агрофизические свойства и режимы, определяющие плодородие серых лесных черноземных почв, выявлены связи между ними, разработаны для некоторых культур модели плодородия и пути их оптимизации [10, 15].
В наших исследованиях требования к структурному составу серой лесной почвы (сухой рассев) растений были различными. Ячмень при заделке семян на глубину 6 см хорошо отзывается на мелкие фракции почвы (размер менее 5 мм). При дифференцированном размере структурных фракций надсеменного (0-4 см) и семенного (4-6 см) слоев почвы наибольшая продуктивность ячменя получена в модели, где в семенном слое почва была мелкокомковатой, а в надсе-менном слое с размером фракций 5-20 мм. Для картофеля рекомендуется создавать крошение по преобладающему размеру агрегатов до 5 мм, что может быть обеспечено в современных условиях только фрезерной обработкой.
Оптимальная плотность сложения для ячменя без дифференциации в слое 0-10 см составила 1,0 г/см3, 10-20 см - 1,3 г/см . С дифференциацией она должна быть составлять: в надсеменном слое - 1,1 г/см3, в подсеменном слое - 1,1-1,3 г/см3, в подпахотном слое 1,2 г/см3. Для культуры картофеля при предпосевной обработки необходимо создавать и поддерживать в течение вегетации рыхлое сложения почвы - показатель плотности сложения не должен возрастать более 1,0 г/см3, что обеспечивает общую скважность почвы свыше 62%.
Пористость аэрации для всех сельскохозяйственных культур на серых лесных почвах Нечерноземной зоны РФ не должна быть ниже 15-18%.
Сельскохозяйственные культуры неодинаково реагируют на твердость почвы. Если для ячменя для оптимальных условий для произрастания твердость почвы при влажности 0,7-0,8 НВ в слое почвы 0-10 см должна быть менее 5 кг/см2, а в слое 10-20 см - уже 12-15 кг/см2. Для культуры рыхлых почв картофеля требования к твердости почвы более жесткие: для верхнего десятисантиметрового слоя этот показатель не должен превышать 3 кг/см2, а нижнего - 5 кг/см2. Клубни картофеля при увеличении своих размеров затрачивают много энергии на сопротивление почвы этому процессу.
Только зная вышеназванные показатели оптимального агрофизического состояния почвы, возможно, в определенной степени, их поддержание в процессе предпосевной обработки, обработки почвы в системе ухода за растениями, путем подбора необходимых орудий обработки, их настройки и регулирования, выбор оптимальной скорости проведения операции и срока их выполнения др.
Установлено, что такие важные технологические свойства почвы как глыбистость и крошение почвы (от которых зависит работа высевающих аппаратов сеялок, условия стартового роста и развития мелкосеменных культур, существенно определялись приемами предпосевной обработки почвы (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние разных приемов предпосевной обработки почвы под ячмень на крошение почвы
Содержание фракций к общей поверхности почвы, %
Предпосевная обработка почвы глыбистость | крошение
100-50 кв.см 50-25 кв.см 25-10 кв.см >10 кв.см < 10 кв.см
Культивация на глубину 5-6 см (контроль) 2,88 7,65 5,35 15,88 84,12
Культивация на глубину 10-12 см + прикатывание 1,75 5,15 6,90 93,10
Фрезерование на глубину 10-12 см + прикатывание 2,32 2,32 97,68
Более качественная разделка почвы была на вариантах с фрезерованием, где степень крошении составила 97,9%, а фракции размером более 25 кв. см отсутствовали. Наибольшая глыбистость почвы отмечена на контроле - 15,88%. Применение кольчато-шпоровых катков после глубокой культивации способствовало значительному раздавливанию еще не высохших глыб.
Фрезерование способствовало улучшению структуры почвы в сравнении с вариантами, где применялись орудия с пассивными рабочими органами - культиваторы, бороны, катки. Количество агрегатов более 10 мм составило по фрезерованию 19,7%, что на 5,8% меньше, чем по культивации на гл. 10-12 см и на 10,4% меньше контроля. Коэффициент структурности составил на контроле 1,62, глубокой культивации с прикатыванием 1,92, по боронованию в 2 следа - 1,26 и фрезерованию с прикатыванием - 2,45.
Определение объемной массы почвы сразу после обработки показало, что наиболее благоприятное сложение в верхнем ее слое (0-10 см) складывалось по культивации и фрезерованию на 10-12 см с прикатыванием. После мелкой культивации в слое 0-5 см почва после обработки имела повышенную рыхлость - объемная масса составила 1,0 г/см3. При значительном уплотнении почвы перед обработкой (> 1,40 г/см3) бороны разрыхляли только верхний 2-3 сантиметровый слой, поэтому величина объемной массы на проборонованных делянка оставалась практически неизменной. Объемная масса в слое 10-20 см, как правило, не зависела от приемов предпосевной ее обработки.
Значительное воздействие оказала механическая обработка на твердость почвы. В наших опытах диапазон изменений твердости почвы находился в широких пределах: 2,8-22,4 кг/см2. Наибольшая твердость в верхнем слое почвы отмечалась из-за недостаточного его рыхления на вариантах с двухследовым боронованием и мелкой культивации из-за большого количества пересохших глыб на поверхности поля. Так, если в фазе кущения на глубине 5 см по боронованию в 2 следа она составляла 16,6 кг/см2, по мелкой культивации - 14,1, но при глубоких обработках с прикатыванием эта величина не превышала 4,4-5,8 кг/см2.
Применение глубоких предпосевных обработок с последующим прикатыванием (культивация и фрезерование на 10-12 см) обеспечивало лучшее накопление и сбережение влаги в начале вегетации ячменя. Наихудшие условия влагообеспеченности ячменя складывались на контроле, где влажность почвы в засушливые периоды снижалась до недоступной, что связано с невырав-ненностью поверхности поля и наличием большого количества крупноглыбистой фракции. Боронование и гербицид способствовали сохранение влаги в почве только до периода кущения ячменя. Начиная с фазы трубкования, когда происходит интенсивное нарастание вегетативной массы культуры, различия в содержании влаги между приемами ухода на фоне всех приемов предпосевной обработки почвы нивелируются.
Лучший водно-воздушный режим, складывающий на вариантах с предпосевным фрезерованием, а также интенсивное перемешивание минеральных удобрений с обрабатываемом слоем почвы усилило протекание нитрификационного процесса. Так, в фазе кущения ячменя в слое 0-10 см по культивации на 5-6 см образовалось 38.8 мг/кг нитратов, а по фрезерованию - 70,4 мг/кг, что было на 81,4 % больше.
Наименьшее количество сорняков в период всходов ячменя отмечалось после мелкой культивации. После глубокой культивации засоренность была выше чем на контроле на 43,1%, а по фрезерованию - на 76,9 %. Предпосевная обработка почвы полностью не решала проблемы борьбы с сорняками в посевах культуры: засоренность была значительной и составляла в фазе колошения 87-176 стеблей на м2. Боронование и гербицид резко снизили засоренность посевов ячменя: в зависимости от фона предпосевной обработки почвы численность сорняков на делянках с таким уходом в сравнении с контролем составила 51,7-72,4 и 39,6-44,8 %, соответственно. На вариантах комплексного применения боронования и гербицида засоренность ячменя не зависела от приемов предпосевной обработки почвы и составила 19-26 шт. на 1 кв. м.
Основным показателем качества посева считается равномерность глубины высеваемых семян.
Наличие выровненной, мелкокомковатой и уплотненной почвы по фрезерованию с прика-тыванием обеспечило стабильную по глубине работу сеялки: коэффициент вариации распределения семян ячменя составил на этом варианте 8,6 %, после боронования в 2 следа - 23,7, глубокой культивации с прикатыванием - 29,6 и культивации на 5-6 см - 33,0% (табл.2).
Таблица 2 - Влияние приемов предпосевной обработки почвы на равномерность глубины заделки семян и полевую всхожесть
Предпосевная обработка почвы Средняя глубина заделки семян, см Коэффициент вариации, % Количество семян (%) на глубине, см Полевая всхожесть, %
0-2 2,1-4 4,1-6
Культивация на гл. 5-6 см 3,15± 0,15 33,0 24 56 22 44,0
Культивация на гл. 10-12 см + прикатывание 3,17± 0,17 29,6 10 68 22 59,0
Фрезерование на гл. 10-12 см + прикатывание 3,60±0,04 8,6 6 60 34 79,6
Боронование в 2 следа 2,19±0,07 23,7 36 64 - 38,4
В условиях засушливой весны полевая всхожесть ячменя была низкой. Она составила по мелким обработкам 38.4-44,0%, а по глубокой культивации с прикатыванием - 59,0% и фрезерованию с прикатыванием - 79,6%.
Корреляционная зависимость между глыбистой фракции почвы и глубиной заделки семян ячменя описывалась уравнением У=4,49 - 0,06Х при г = -0,89. Коэффициент корреляции между плотностью почвы и глубиной заделки семян равен -0,51 - (-0,81), а твердостью и глубиной - -0,65 - (-0,95).
В условиях нормальной влагообеспеченности посевов ячменя в начале вегетации, полевая всхожесть по всем вариантам предпосевной обработки почвы была высокой и составила: на контроле - 83,6 %, по глубокой культивации с прикатыванием - 88,2 %, боронованию в 2 следа - 94,4 % и по фрезерованию - 93,6 %.
Действие боронования в системе ухода на изреживание ячменя определялось предпосевной обработкой почвы. Так, если по фонам обработки почвы с пассивными рабочими органами выдергивалось 2,1-6,3% растений, то по фрезерованию из-за устойчивой работы борон повреждения растений ячменя не наблюдалось.
Основным критерием оценки изучаемых приемов агротехники является продуктивность возделываемой культуры. Изменение условий произрастания ячменя под действием предпосевной обработки почвы и ухода за посевами по-разному сказалось на его урожайности.
В среднем за четыре года исследований лучшим приемом предпосевной обработки почвы оказалось фрезерование на 10-12 см с прикатыванием. Прибавка урожая ячменя в сравнении с контролем составила 0,43-0,55 т/га (НСР05 = 0,8-2,0). Наилучшая равномерность высева семян по глубине, а также оптимальные агрофизические свойства и режимы посевного слоя почвы на вариантах с фрезерованием обеспечили дружное прорастание семян, лучшую выживаемость растений и наибольшую урожайность в опыте. Эффективность фрезерной обработки возрастала в засушливые годы. Существенное повышение урожайности ячменя обеспечила и глубокая культивация с прикатыванием. На контроле и по боронованию в 2 следа получена одинаковая урожайность ячменя: однако применение тяжелых борон в качестве орудий предпосевной обработки почвы в годы с засушливой весной из-за недостаточной разделки почвы приводило к достоверному снижению урожайности.
Боронование посевов ячменя в фазу кущения на фоне мелкой культивации, глубокой куль-
тивации с прикатыванием и двукратным боронованием было эффективно только при влажной весне - в засушливый период отмечено снижение урожайности культуры от этих приемов, а боронование ячменя по фрезерованию не оказала существенного влияния на урожайность культуры. В годы с нормальным увлажнением боронование посевов увеличило урожайность ячменя на всех фонах обработки почвы, кроме боронования тяжелыми боронами. Из исследуемых приемов предпосевной обработки почвы и ухода при возделывании ячменя лучшим сочетанием явилось фрезерование на 10-12 см с прикатыванием с комплексным уходом (боронование + гербицид). В среднем за четыре года исследований на этом варианте урожайность ячменя составила 3,17 т/га, что на 32,6% выше, чем на абсолютном контроле (культивация на 5-6 см без ухода).
Предпосевное фрезерование, в отличии от других приемов предпосевной обработки почвы (боронование в 2 следа, культивация на 5-6 см, культивация на 10-12 см с прикатыванием) увеличило эффективность приемов ухода за культурой: боронование, гербицид, боронование + гербицид.
Для картофельного растения важно как можно раньше создать рыхлый мелкокомковатый мощный слой почвы. Для этой цели больше всего подходит орудие с активными рабочими органами типа фрезы. В наших исследованиях, проведенных на серых лесных почвах в Чувашии и на Брянщине среди разных приемов предпосадочной обработки почвы (перепашка на 18-20 см, безотвальное рыхление плугами со снятыми отвалами, но с предплужниками на 28-30 см, перепашка плугом с вырезными отвалами на 28-30 см, фрезерование на 18-20 см, обработка комбинированным агрегатом АКП-2,5, безотвальное рыхление плугом со стойками СибИМЭ на 32-35 см, чизе-левание плугом ПЧ-2,5 на 38-40 см) наиболее предпочтительной оказалась обработка почвы фрезерными орудиями ФБН-0,9 и КФГ-3,6. При фрезерной обработке достигается тщательное крошение и перемешивание пласта (99%). Почва имеет меньшую твердость, хорошо поддается греб-необразованию, корневая система картофеля размещается равномерно по всему гребню.
Между агрофизическим состоянием серых лесных почв в опыте и количеством дождевых червей существует тесная взаимосвязь. Так, для картофеля наиболее выраженной корреляционная связь была между количеством водопрочных агрегатов размером более 0,25 и 1 мм и численностью дождевых червей - коэффициент корреляции был равен 0,72 и 0,85 соответственно, что указывает на тесную взаимосвязь между этими показателями [14].
Обработка почвы орудиями с пассивными рабочими органами сильно иссушает почву, затвердевшие глыбы создают трудности при посадке, не позволяют качественно сформировать гребень, обусловливают неудовлетворительный водно-воздушный режим в слое нахождения корневой системы и зоны клубнеобразования, ухудшаются условия для качественной работы уборочной техники.
В настоящее время на супесчаных и среднесуглинистых почвах используют технологию, когда основная масса мелкокомковатой почвы формируется над клубнями картофеля.
В наших опытах хорошо себя зарекомендовали вертикально-фрезерные культиваторы КВФ-2,8, позволяющие за один проход агрегата качественно подготовить почву на глубину 12-14 см без оборота плата при условии выровненной зяби. В начале появления всходов картофеля (3-5 %) используют культиватор - гребнеобразователь КФК-2,8, который фрезерными ножами измельчает почву в междурядьях до глубины 20 см и кожухом гребнеобразователя формирует трапецевидный гребень высотой 25-30 см. Такой гребень мелкокомковатой почвы хорошо сохраняется до уборки. При этом облегчается выкопка клубней комбайном, их очистка от почвы. В отдельные годы при интенсивных дождях до смыкания ботвы в междурядьях гребни могут несколько разрушаться, поэтому их подокучивают. После отрастания массы листьев ботва как бы гасит скорость капель, и в дальнейшем гребни не разрушаются [7,8,9].
Эффективность фрезерных культиваторов с вертикальными органами отмечено и в комплексном опыте, проведенном в совхозе «Дубровский» Брянской области (табл. 3).
Таблица 3 - Совместное влияние агроприемов на урожайность картофеля (среднее за 1989 - 1990 гг.)
Предпосадочная обработка Окончательное формирование гребней Гербицид Урожайность, т/га (НСР05 =1,8-2,4) Товарность, %
Перепашка зяби + культивация КПГ-4 + нарезка гребней Гребни после посадки Без гербицида 19,6 65,8
Перепашка зяби + обработка фрезерным культиватором КФГ-4 + нарезка гребней фрезерным гребнеобразователем КФК-2,8 Гребни после посадки Ситрин 22,3 79,3
Зенкор 36,5 86,0
Гребни до посадки и во время всходов Ситрин 31,3 75,4
Зенкор 37,8 85,7
Использование технологии, включающей предпосадочную обработку почвы фрезерным культиватором с вертикальными рабочими органами КФГ-4 и дополнительную нарезку гребней культиватором КФК-2,8, способствовало формированию мощного мелкокомковатого гребня, что на фоне зенкора и при минимальном числе междурядных обработок обеспечило максимальную урожайность картофеля.
По мнению академика РАН Л.А. Иванова, современная агротехнологическая политика модернизации земледелия Российской Федерации должна предполагать совершенствование теории экологически сбалансированных агроландшафтов, оценку ресурсного потенциала, нормирования антропогенной нагрузки, агротребований к новым рабочим органам и машинам, совершенствовании федерального и регионального регистров агротехнологий и машин. Пока что пропаганда экологического и сберегающего земледелия несколько находится в стороне от реальной необходимой технологической модернизации. При этом повышаются и требования к системам обработки почвы - они должны быть оптимизированы по экономическим и экологическим условиям. Экологическая устойчивость агроландшафтов должна быть тесно связана с технологиями воспроизводства плодородия и предотвращения деградации почвы, оптимизацией обработки почвы по пути ее минимизации [6].
Такие же задачи стоят перед земледелием в радиоактивно загрязненных районах региона [1, 11, 12].
Остро стоит проблема создания принципиально новых орудий для обработки почвы. Вопросы дальнейшего изучения обработки почвы с активными рабочими органами под другие сельскохозяйственные культуры, сочетания с другими приемами и способами предпосевной обработки следует увязывать с появлением в производстве новой почвообрабатывающей техники. Сельхозпроизводителям необходима качественная и конкурентоспособная техника, применительно к определенным почвенно-климатическим условиям.
Одной из важнейших операций в технологии работ по уходу за многолетними высокостебельными насаждениями является обработка почвы в прикустовой зоне и междурядьях. Эта операция в настоящее время в большинстве специализированных хозяйствах выполняется дисковыми боронами, плугами, культиваторами с пассивными рабочими органами или с фрезами с горизонтальной осью вращения с целью уничтожения вегетирующих сорняков и рыхления поверхностного слоя почвы. Применяемые традиционные сельскохозяйственные орудия не вполне удовлетворяют агротехническим требованиям: не качественно крошат почву, образуют крупные глыбы и продольные валы, не полностью подрезают сорняки, забиваются растительными остатками.
Известно, что культиваторы с пассивными рабочими органами имеют большое тяговое сопротивление, а фрезы с горизонтальной осью вращения - высокую энергоемкость.
Поэтому в последнее время все большее внимание уделяется машинам для междурядной обработки почвы с вертикально-ротационными рабочими органами, которым в меньшей степени свойственны перечисленные выше недостатки. А сочетание активных и пассивных рабочих органов позволяет снизить энергоемкость фрез [17].
Все применяемые технические средства для обработки почвы в междурядьях высокостебельных культур - плуги, культиваторы, дисковые бороны, фрезы не могут обеспечить заданной ширины ряда для уборки плодов ягодоуборочными комбайнами. Такую технологическую операцию могут осуществить фрезы с вертикальными или крутонаклонными осями вращения, входящие в состав агрегатов для возделывания высокостебельных культур [2,18]. Исследования активных рабочих органов показали, что наиболее приемлемыми являются L - образные ножи, стрельчатые лапы и тарельчатые ножи [3].
Известно, что активные рабочие органы более энергоемки, чем пассивные. Процесс оптимизации кинематических параметров плоскорежущих лап приводит к относительному снижению энергоемкости обработки почвы в междурядьях высокостебельных культур [4,5].
Заключение. Таким образом, в результате многолетних исследований в микрополевых, полевых и стационарном опыте установлено высокая эффективность применения орудий с активными рабочими органами типа фрезы. Использование такого способа обработки серых лесных почв способствует созданию и поддержанию более оптимальных агрофизических свойств и режимов, чем традиционные способы их обработки. Показаны результаты создания новых рабочих органов почвообрабатывающих фрез.
Библиографический список
1. Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф. Продуктивность пашни и реабилитация песчаных почв. Брянск, 2006. 432 с.
2. Блохин В.Н., Ожерельев В.Н., Цымбал А.А. Агрегат для ухода за высокостебельными культурами: патент на изобретение RUS 1724040 24.02.1989.
3. Блохин В.Н. Исследование процесса и рабочего органа для ухода за межкустовой зоной на ягодниках: автореф. дис. ... канд. т. наук. М., 1993. 19 с.
4. Блохин В.Н., Никитин В.В. Рабочий орган почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения: патент на полезную модель RUS 150776 08.07. 2014.
5. Рабочий орган почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения: патент на полезную модель 166354 Рос. Федерация / Блохин В.Н., Белоус Н.М., Никитин В.В., Сазонов Ф.Ф.; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный аграрный университет». № 2016113439; заявл. 07.04.2016; опубл. 20.11.2016, Бюл. № 32.
6. Иванов Л.А. Научное земледелие России: итоги и перспективы // Земледелие. 2014. № 3. С. 25-29.
7. Кувшинов Н.М. Количество обработок почвы можно уменьшить // Картофель и овощи. 1995. №3. С. 2-3.
8. Кувшинов Н.М. Уход за посадками картофеля // Картофель и овощи. 1996. № 3. С. 33-34.
9. Кувшинов Н.М. Устойчивость серых лесных почв к уплотнению и способы его предотвращения // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: материалы Всероссийской научно-практ. конференции, посвященной 75-летию Почвенного института им. В.В.Докучаева. М., 2002. С. 109-110.
10. Кувшинов, Н.М. Разработка теоретических и практических основ обработки почвы // Земледелие на рубеже XXI века: материалы Международной научно-практ. конференции, посвященной 130-летию кафедры земледелия и методики полевого опыта и 90-летию длительного полевого опыта. М: МСХА им. К.А.Тимирязева, 2003. С.291-296.
11. Кувшинов М.Н. Планирование реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных землях Брянской области //Аграрный вестник Урала. 2010. № 8. С. 16.
12. Кувшинов М.Н. Организация использования радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодий: дис. ... на соиск. уч. степ. канд. экон. наук. ГНУ ВНИОПТУСХ. М., 2011. 140 с.
13.Макаров И.П. Теоретические и практические основы зональных систем обработки почвы // Минимализация обработки почв. М.: Колос, 1984. С. 3-13.
14. Мальцев В.Ф., Кувшинов Н.М. Применение средств химизации снижает численность дождевых червей // Земледелие. 1997. № 3. С. 13.
15. Медведев В.В. Теоретические и прикладные основы оптимизации физических свойств черноземов: автореф. дис. ... докт. биол. наук. М.: МГУ, 1982. 48 с.
16. Медведев В.И. Энергетика машинных агрегатов с рабочими органами-движителями. Чебоксары: Чувашкнигиздат, 1972. 180 с.
17. Почвообрабатывающая машина: патент на изобретение RUS 1604180 03.05.1988. / В.Н. Ожерельев, В.Н. Блохин.
18. Агрегат для возделывания высокостебельных культур: патент № 1794335 РФ, МПК A01B59/04, 59/06, 39/16. / В.Н. Ожерельев, В.Н. Блохин, Ю.П. Густов, Н.М. Кувшинов № 4892103/15 от 22.10.1990; опубл. 1993. Бюл. № 6.
19. Пигулевский, М.Х. Результаты воздействия на почву сохи, плуга, фрезы -М., 1930. - 68 с.
20. Уиллард К., Тейлор Д., Джонсон У. Принципы предпосевной обработки почвы под кукурузу //Сельское хозяйство за рубежом. -1956. - N 11. - С. 36-39.
21. Ториков В.Е., Старовойтов С.И., Блохин В.Н. Особенности конструкции комбинированных машин для предпосевной обработки почвы // Вестник Брянской ГСХА. 2006. № 1. С. 24-26.
References
1. Belous N.M., Shapovalov V.F. Produktivnostpashni i reabilitatsiyapeschanyih pochv. Bryansk, 2006. 432 s.
2. Blohin V.N., Ozherelev V.N., Tsyimbal A.A. Agregat dlya uhoda za vyisokostebelnyi-mi kulturami: patent na izobretenie RUS 1724040 24.02.1989.
3. Blohin V.N. Issledovanie protsessa i rabochego organa dlya uhoda za mezhkustovoy zonoy na yagodnikah: avtoref. dis. ... kand. t. nauk. M., 1993. 19 s.
4. Blohin V.N., Nikitin V.V. Rabochiy organ pochvoobrabatyivayuschey frezyi s verti-kalnoy osyu vrascheniya:patent napoleznuyu model RUS150776 08.07. 2014.
5. Rabochiy organ pochvoobrabatyivayuschey frezyi s vertikalnoy osyu vrascheniya: pa-tent na poleznuyu model 166354 Ros. Federatsiya / Blohin V.N., Belous N.M., Nikitin V.V., Sazonov F.F.; paten-toobladatel Federalnoe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatelnoe uchrezhdenie vyisshego obra-zovaniya «Bryanskiy gosudarstvennyiy agrarnyiy universitet». № 2016113439; zayavl. 07.04.2016; opubl. 20.11.2016, Byul. № 32.
6. Ivanov L.A. Nauchnoe zemledelie Rossii: itogi i perspektivyi // Zemledelie. 2014. № 3. S. 25-29.
7. Kuvshinov N.M. Kolichestvo obrabotok pochvyi mozhno umenshit // Kartofel i ovoschi. 1995. №3. S. 2-3.
8. Kuvshinov N.M. Uhod za posadkami kartofelya // Kartofel i ovoschi. 1996. № 3. S. 33-34.
9. Kuvshinov N.M. Ustoychivost seryih lesnyih pochv k uplotneniyu i sposobyi ego predot-vrascheniya // Ustoychivost pochv k estestvennyim i antropogennyim vozdeystviyam: mate-rialyi Vse-rossiyskoy nauchno-prakt. konferentsii, posvyaschennoy 75-letiyu Pochvennogo in-stituta im. V.V.Dokuchaeva. M., 2002. S. 109-110.
10. Kuvshinov, N.M. Razrabotka teoreticheskih i prakticheskih osnov obrabotki pochvyi // Zemledelie na rubezhe XXI veka: materialyi Mezhdunarodnoy nauchno-prakt. konferentsii, posvyaschennoy 130-letiyu kafedryi zemledeliya i metodiki polevogo opyita i 90-letiyu dlitelnogo polevogo opyita. M: MSHA im. K.A.Timiryazeva, 2003. S.291-296.
11. Kuvshinov M.N. Planirovanie reabilitatsionnyih meropriyatiy na radioaktivno zagryaznennyih zemlyah Bryanskoy oblasti //Agrarnyiy vestnik Urala. 2010. № 8. S. 16.
12. Kuvshinov M.N. Organizatsiya ispolzovaniya radioaktivno zagryaznennyih selsko-hozyaystvennyih ugodiy: dis. ... na soisk. uch. step. kand. ekon. nauk. GNU VNIOPTUSH. M., 2011. 140 s.
13. Makarov I.P. Teoreticheskie i prakticheskie osnovyi zonalnyih sistem obrabotki pochvyi //Min-imalizatsiya obrabotki pochv. M.: Kolos, 1984. S. 3-13.
14. Maltsev V.F., Kuvshinov N.M. Primenenie sredstv himizatsii snizhaet chislen-nost dozhdevyih chervey //Zemledelie. 1997. № 3. S. 13.
15. Medvedev V.V. Teoreticheskie i prikladnyie osnovyi optimizatsii fizicheskih svoystv cherno-zemov: avtoref. dis. ... dokt. biol. nauk. M. : MGU, 1982. 48 s.
16. Medvedev V.I. Energetika mashinnyih agregatov s rabochimi organami-dvizhitelyami. Chebo-ksaryi: Chuvashknigizdat, 1972. 180 s.
17. Pochvoobrabatyivayuschaya mashina: patent na izobretenie RUS 1604180 03.05.1988. / V.N. Ozherelev, V.N. Blohin.
18. Agregat dlya vozdelyivaniya vyisokostebelnyih kultur: patent № 1794335 RF, MPK A01B59/04, 59/06, 39/16. / V.N. Ozherelev, V.N. Blohin, Yu.P. Gustov, N.M. Kuvshinov № 4892103/15 ot 22.10.1990; opubl. 1993. Byul. № 6.
19. Pigulevskiy, M.H. Rezultatyi vozdeystviya na pochvu sohi, pluga, frezyi -M., 1930. - 68 s.
20. Uillard K., Teylor D., Dzhonson U. Printsipyi predposevnoy obrabotki pochvyi pod kukuruzu //Selskoe hozyaystvo za rubezhom. -1956. - N11. - S. 36-39.
21. Torikov V.E., Starovoytov S.I., Blohin V.N. Osobennosti konstruktsii kombinirovannyih mashin dlya predposevnoy obrabotki pochvyi // Vestnik Bryanskoy GSHA. 2006. № 1. S. 24-26.
