VELES AGRO

производитель почвообрабатывающей техники и запасных частей

VELES AGRO

производитель почвообрабатывающей техники и запасных частей

Тестування зернових сівалок. Адаптованість до систем обробітку ґрунту.

21 июля 2015

Тестування зернових сівалок. Адаптованість до систем обробітку ґрунту.

Проведены исследования эффективности трех зерновых сеялок с различными типами сошниковых групп при посеве озимой пшеницы в четырех системах обработки почвы. С использованием нового методического подхода сопоставления потенциальной урожайности сорта и фактически полученного урожая в полевых условиях, с учетом климатических особенностей года, определены расчетные коэффициенты реализации технологичности сеялок при посеве на различных система основной обработки почвы и интегральный коэффициент адаптивности.

Вступ.

З усього переліку технологічних операцій, що застосовуються під час вирощування сільськогосподарських культур, з повною упевненістю можна констатувати, що сівба є визначальним елементом технології вирощування сільськогосподарських культур щодо формування рівномірної площі живлення та оптимальної густоти рослин у посівах, що в свою чергу забезпечує найбільш інтенсивне наростання асиміляційної листкової поверхні — основного фактора врожайності [1]. Тому, одним з найважливіших конструкційним елементом сівалки, з точки зору забезпечення сприятливих умов проростання насіння, одержання дружніх сходів, росту і розвитку рослин та в кінцевому плані рівня врожайності культур, завжди вважалась її сошникова група до складу якої входять механізми: копіювання профілю поверхні поля; установки та підтримання заданої глибини посіву; заробки насіння на оптимальну глибину; створення належного контакту насіння з ґрунтом;мульчування поверхні ґрунту в зоні рядка [2].

Проведені дослідження свідчать, що нашими даними системи основного обробітку можна класифікувати, крім традиційного основного обробітку на базі оранки, як ще три види мінімальних систем: консервувальна на базі глибокого розпушування на 25?40см зі збереженням до 70 % пожнивних решток на поверхні поля, мульчувальна, що передбачає розпушування та мульчування пожнивними рештками верхнього шару ґрунту на глибину до 10?12 см та система no-till або пряма сівба без попереднього обробітку та повним збереженням пожнивних решток на поверхні поля.
Визначено, що в конкретному сільськогосподарському підприємстві в структурі систем обробітку ґрунту на традиційну може припадати 50?60 %, консервувальну — 20?30%, мульчувальну і no-till — 10?20% від загальної площі ріллі [3]. Тому, для українських аграрних підприємств сьогодні важливим є питання: якими сівалкам проводити сівбу на своїх полях, що різняться системами обробітку ґрунту — спеціалізованими чи універсальними, адже вони розуміють, що посівний агрегат фактично закладає підвалини майбутнього врожаю, а строкатий великий парк машин потребує значних капітальних вкладень.

До кінця 20-го століття провідні виробники сільськогосподарської техніки пропонували аграрним підприємствам сівалки з сошниковими групами які проектувались для якісного посіву зернових культур за конкретного способу обробітку ґрунту (після оранки застосовувались одні сошникові групи, після безполицевого розпушування — інші). Такі сівалки були обладнані котушковими висіваючим апаратами, що забезпечувало їх високу універсальність в частині висіву насіння різних зернових культур, але адаптованість їх сошникових груп до різних систем основного обробітку ґрунту була дуже низька [4].

Сьогодні ж поява нових технологій вирощування сільськогосподарських культур, що орієнтовані на зниження витрат енергії та мінімальні системи обробітку ґрунту, привела до створення універсальних посівних агрегатів не тільки в частині висіву різного за своїми фізико-механічними характеристиками насіння, а й таких які можуть забезпечувати сівбу як на полях з традиційним обробітком ґрунту на базі оранки, так і після безполицевого розпушування ґрунту різної глибини або проводити пряму сівбу, тобто де попередній обробіток ґрунту взагалі не проводився і на поверхні поля залишена значна кількість подрібнених пожнивних решток. Таким чином мінімальні системи, на відміну традиційній системі обробітку ґрунту, висувають до сошникових груп сівалок додаткові вимоги: вміння рівномірно загортати насіння на задану глибину за значної кількості пожнивних решток на поверхні поля та підвищеної твердості і гребенистості поверхні ґрунту.

Основна частина.

Варианты обработки почвы с применением разных технологий В УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого проводяться дослідження посівних машин у співпраці з фірмами виробниками, на унікальному наукововипробувальному полігоні чотирьох систем обробітку ґрунту в п’ятипільній зерновій сівозміні загальною площею 150 га (20 полів по 7,5 га). Тип ґрунту — чорнозем типовий малогумусний середньосуглинковий.

Визначення оціночних показників роботи сівалок проводилось у варіантах із застосуванням чотирьох систем обробітку ґрунту (рис. 1): традиційної на базі оранки на глибину 22?23 см (пожнивні рештки загорнені повністю, поверхня поля вирівняна та дрібно грудочкувата); консервувальної на базі глибокого розпушування на глибину 30?32 см (не загорнених пожнивних решток до 30 %); мульчувальної на базі мілкого розпушування на глибину 10?12 см (не загорнених пожнивних решток до 45 %); з елементами Mini-till на базі поверхневого розпушування на глибину загортання насіння (не загорнених пожнивних решток до 60 %).

Варіанти систем обробітку ґрунту на період сівби відрізнялись між собою глибиною розпушування, масою пожнивних решток на поверхні поля, твердістю посівного шару ґрунту та вирівняністю поверхні поля, що в повній мірі дозволило оцінити якість роботи сошникових груп різних типів посівних агрегатів.

В останні чотири сільськогосподарські сезони проведено агротехнічне польове оцінювання трьох принципово різних типів посівних агрегатів під час сівби, за наведених вище умов, насіння озимої пшениці, ячменю, гороху, сої та гречки:

— універсальної механічної сівалки Rаpіd 400C (рис. 2) виробництва фірми Vaderstad (Швеція) [5], на якій жорстко змонтовано ґрунтообробний модуль для передпосівного обробітку ґрунту.

Сеялка Rаpіd 400C

Рис. 2 — Універсальна механічна сівалка Rаpіd 400C (http://vaderstad.com/ua/Products/Sivalku/Rapid/)

Сівалки модифікації Rаpіd реалізують концепцію одночасного передпосівного обробітку ґрунту та посіву одним агрегатом за наступною технологічною схемою: грубе вирівнювання поверхні поля за допомогою спеціальних пружинних пластин — рихлення верхнього шару ґрунту двома рядами плоских дисків, що закріплені на рамі через гумові амортизатори — висів насіння за допомогою дисково-анкерного сошника, який встановлено на радіальній підвісці та оснащено оригінальною системою реактивних тяг для стабілізації глибини висіву насіння — прикочування поверхні засіяного поля гумовими опорно-транспортними колесами — мульчування верхнього шару ґрунту пружинною гребінкою. Необхідність та глибина передпосівного обробітку в універсальній сівалці Rаpіd 400C регулюється за допомогою зміни положення, по відношенню до поверхні поля, робочих органів її ґрунтообробної частини;

— комбінованого грунтообробно-посівного агрегату Compact-Solitair 9/300H (рис. 3) виробництва фірми LEMKEN (Німечина) [6], який скомпоновано з робочих органів дискової борони ГЕЛІОДОР і пневматичної сівалки СОЛІТЕР.

посівний агрегат Compact-Solitair

Рис. 3 — Комбінований грунтообробно-посівний агрегат Compact-Solitair 9/300H (http://lemken.com.ua/production/seyalki/csolitair)

Агрегати серії Compact-Solitair дозволяють реалізовувати дещо похожу з Rаpіd технологічну схему одночасного передпосівного обробітку ґрунту та посіву, але з суттєвою, на наш погляд, відмінністю. Після вирівнювання поверхні та рихлення верхнього шару ґрунту вирівнювачами та сферичними дисками на пружній підвісці — проводиться суцільне ущільнення розрихленого шару ґрунту спеціальним катком — потім за допомогою дводискового сошника, який змонтовано на паралелограмній підвісці, висівається насіння — розміщеним за сошником заднім копірувально-прикочуючим колесом посівної секції проводиться прикочування насіння безпосередньо в зоні рядка — і на завершення мульчування верхнього шару ґрунту пружинною гребінкою. Регулювання глибини передпосівного обробітку ґрунту проводиться аналогічно, як і в сівалці Rаpіd 400C;

— механічної сівалки СЗМ-4 «Ніка» (рис. 4) виробництва фірми «Велес Агро» (Україна) [7]. Сівалка сімейства СЗМ «Ніка» (ширина захвату 4?6 м) є типовим представником механічних сівалок оснащеною досконалою сошниковою групою в сучасному конструктивному виконанні.

Сеялка зерновая механическая СЗМ Ника-4

Рис. 4. — Механічна сівалка СЗМ-4 «Ніка» (http://www.velesagro.com/products/seyalki-zernovyie-mehanicheskie/)

Передпосівний обробіток в такому випадку можна, за необхідності, проводити будь яким агрегатом, якість роботи якого задовольняє вимоги сучасних агротехнологій. В послідуючому посівна секція сівалки СЗМ-4 «Ніка» реалізує наступну технологічну схему посіву: формування V-подібної посівної канавки за допомогою дводискового сошника оригінальної конструкції зі зміщеним розміщенням дисків, при цьому перший диск прорізає рівну вузьку лінію навіть за наявності значної кількості рослинних решток на поверхні поля, а задній диск розрихлює ґрунт — на підготовлене ложе висівається насіння — розміщене за сошником вузьке колесо прикочує насіння лише в зоні рядка, чим забезпечується якісний контакт насіння з ґрунтом — в послідуючому (за необхідності) спеціальні загортачі мульчують поверхню ґрунту лише в зоні рядка, чим забезпечується оптимальний температурний та повітряний режим в зоні насіннєвого ложа.

Як свідчить цей короткий опис різноманіття технологічних підходів та послідовності виконання їх складових (елементів) при передпосівній підготовці ґрунту та посіву зернових та особливості конструкції і технічні характеристики різних сучасних посівних агрегатів (табл. 1) безперечно перед кожним виробниками постає питання: яку стратегію вибрати, який агрегат є ефективнішим, застосуванню якої технологічної схеми посіву є найефективніше та дозволить отримати найвищий урожай? Далі ми наводимо результати наших експериментальних досліджень та узагальнень поки що лише на основній зерновій культурі — озимій пшениці за п’ятьма основними показниками: глибина загортання насіння, рівномірність глибини загортання насіння, польова схожість насіння, рівномірність розподілу сходів по довжині рядка та врожайність (табл. 2). Кожен з цих показників визначався на конкретному етапі розвитку рослин і характеризував якість виконання технологічних елементів посіву і відповідно агротехнологічну ефективність застосування конкретного посівного агрегату.

Умови роботи сівалок протягом цих років змінювались, проте значення показників в тому числі і основні — вологості та твердості ґрунту коливались в допустимих межах, відповідали вихідним вимогам та були характерними для зони Лісостепу, в якій знаходиться інститут. Отже, визначені оціночні показники сівалок дозволяють нам робити об’єктивні висновки щодо адаптованості та агротехнічної ефективності зернових сівалок Rаpіd 400C, Compact-Solitair 9/300H, СЗМ-4 «Ніка» та відповідно реалізуємих ними різних технологічних підходів під час сівби насіння основних сільськогосподарських культур на основних чотирьох системах обробітку ґрунту.

Результатами агротехнічного оцінювання свідчать, що усі сівалки забезпечили посів насіння озимої пшениці з задовільними показниками якості в усіх чотирьох системах обробітку ґрунту: як за традиційною системою на базі оранки так і за системами, що передбачають мінімальний обробіток із застосуванням глибокого, мілкого та поверхневого розпушування ґрунту. При цьому отримані наступні показники якості роботи сівалок на кожному з етапів вирощування озимої пшениці.

Таблиця 1

Коротка технічна характеристика сівалок Rаpіd 400C, Compact-Solitair 9/300H та СЗМ-4 «Ніка»

Назва показника Значення показника сівалки
Rаpіd 400C
Значення показника сівалки
Compact-Solitair 9/300H
Значення показника
СЗМ-4 «Ніка»
Фірма та країна виробник Ведерштат, Швеція Лемкен, Германія Велес-Агро, Україна
Тип Причіпна Причіпна Причіпна/навісна
Ширина захвату, м 4 3 4
Розмах по ширині захвату модельного
ряду, м
4 — 9 3 — 5 4 — 6
Бункер по ширині захвату центральний по ширині захвату
Тип висіваючого апарату Механічний, котушковий на
кожен сошник
Центральний/механічний та пневматична розподільна головка Механічний, котушковий на кожен сошник
Привід висіваючого апарату Механічний від окремого колеса Електричний з датчиком пройденого шляху Механічний від опорного колеса
Підвіска сошника Радіальна з еластичним кріпленням Паралелограмна Паралелограмна
Копіюючий механізм Від опорно-прикочуючих коліс через реактивні тяги Від заднього опорно-прикочуючого колеса Від заднього опорно-
прикочуючого колеса
Сошник Дисково-анкерний Дводисковий Дводисковий з рознесеними дисками
Проникаюче зусилля на сошник, кг 90 20 — 40 30 — 110
Спосіб регулювання притискного зусилля Не регулюється Груповий, гідравлічний Індивідуальний, механічний

Таблиця 2

Умови роботи та агротехнічні оціночні показники сівалок Rаpіd 400C, Compact-Solitair 9/300H та СЗМ-4 «Ніка»
у варіантах систем обробітку ґрунту на озимій пшениці

Показник За вихідними
вимогами
Сівалка Rаpіd 400C Сівалка Compact-Solitair
9/300H
Сівалка СЗМ-4 «Ніка»
За даними випробувань у варіантах систем обробітку
тради-ційна консерву-вальна мульчу-вальна мini-till тради-ційна консерву-вальна мульчу-вальна мini-till тради-ційна консерву-вальна мульчу-вальна мini-till
Вегетаційний період, роки 2009 — 2010 2010 — 2011 2011 — 2012
Сорт та потенційна врожайність,
(дані сортовипробувань)
Подолянка, 90 ц/га Кнопа, 90 ц/га Смуглянка, 110 ц/га
Коефіцієнт сприятливості року щодо
вологозабезпечення та температурного
режиму
0,95 0,56 0,64 0,72
Очікувана річна врожайність, ц/га 50 58 80
Вологість ґрунту по шарах, %: Не більше 25,0
0 — 5 см 6,4 7,8 6,7

11,0

19,1 14,9 16,5 15,3 7,6 7,4 10,4 8,4
5,1 — 10,0 см 15,0 14,8 11,8 12,2 17,5 19,5 19,0 20,0 13,8 16,3 9,4 11,9
Твердість ґрунту по шарах, МПа: Не більше 2,5
0 — 5 см 0,2 0,5 0,2 0,8 0,5 0,4 0,4 0,7 0,7 0,6 0,6 0,4
5,1 — 10,0 см 0,4 0,8 1,2 2,4 0,5 0,5 1,6 1,8 1,1 0,9 1,2 1,7
Маса пожнивних решток на поверхні
поля, г/м2
0 60 108 117 1 71 77 107 0 75 76 98
Ширина міжрядь, см 12,5 15,0 15,0
Глибина загортання насіння, см 3,0 — 8,0 7,6 7,8 7,3 5,5 7,9 7,9 7,5 8,0 8,4 8,0 7,3 6,7
Кількість насіння, загорненого в шар
середньої глибини і в два суміжних з
ним шари, %
Не менше
80
87 50 53 55 60 54 60 60 85 73 86 76
Польова схожість, % Не менше
80
83 74 77 72 82 80 84 81 59 55 54 57
Нерівномірність розподілення сходів по
довжині рядка, %
Не більше
60
38 34 53 49 58 58 54 50 46 49 49 53
Врожайність зерна, ц/га 43,6 41,1 42,0 42,4 53,0 52,6 45,6 43,8 71,2 68,8 67,2 65,1
Розрахунковий коефіцієнт реалі-зації
технологічності сівалки на різних системах основного обробітку грунту
1 0,825 0,843 0,862 0,872 0,920 0,913 0,792 0,760 0,899 0,868 0,848 0,820
Адаптованість сівалки до різних
систем обробітку ґрунту, %
86,8 84,7 86,0

Системи обробітку ґрунту на яких проводилась сівба озимої пшениці, як відмічалося вище, характеризувалися різним рівнем щільності ґрунту, наявності пожнивних решток на поверхні поля та гребенистістю. В той же час виходячи з середньої вологості верхнього шару ґрунту встановлювалась середня глибина загортання насіння для всіх варіантів обробітку ґрунту, яка незначно коригувалася від одного варіанту до іншого.

За таких умов рівномірність глибини загортання насіння у сівалки СЗМ-4 «Ніка» (частка насіння, загорненого в шар середньої глибини та два суміжні з ним шари (? 1 см) була найбільшою серед досліджуваних сівалок (від 76 % до 86 % залежно від системи обробітку), що практично задовольняє вихідні вимоги — не менше 80%. Комбіновані грунтовообробно-посівні агрегати (Rаpіd 400C та Compact-Solitair 9/300H) попоказнику рівномірності розміщення насіння по глибині дещо поступаються спеціалізованій сівалці і забезпечують розміщення лише 50?60% насіння в оптимальному шарі ґрунту.

Як відомо польова схожість насіння залежить від кількості насіння розміщеного в оптимальному шарі ґрунту (попередній показник), запасів продуктивної вологи на які впливає система обробітку та погодньо-кліматичних умов в перші 10?15 днів після посіву.

Польова схожість насіння озимої пшениці висіяного наведеними агрегатами в нашому випадку варіювала в широких межах і становила в загальному 50?85%. Найвища польова схожість отримана при посіві комбі- нованим агрегатом Compact-Solitair 9/300H — вище 80% і при цьому вона майже не залежала від системи обробітку ґрунту (розмах 4%). Другим за цим показником була універсальна сівалка Rаpіd 400C — польова схожість в середньому 76,5%, але в залежності від системи обробітку вона дуже змінювалась від 83% на традиційній системі обробітку до 72% на системі з елементами Mini-till (розмах 11%). Вкрай посушливі умови осені 2011 року ні в одній з систем основного обробітку ґрунту не дозволило, навіть за високої рівномірності розміщення насіння по глибині сівалкою СЗМ-4 «Ніка», отримати високі показники польової схожості насіння озимої пшениці (54?59%). Але по стабільності за цим показником (розмах 5%) сівалка СЗМ-4 знаходиться на рівні агрегату Compact-Solitair 9/300H.

Нерівномірність розподілення рослин по довжині рядка є результуючим показником, що характеризує якість роботи сівалки в цілому так як залежить від стабільності роботи її висіваючого апарату та від можливості сошникової групи сівалки створити оптимальні умови для проростання насіння та розвитку рослин.

Усі сівалки забезпечили за цим показником високу якість та задовольнили установлені агротехнічні вимоги (не більше 60%). У сівалки Compact-Solitair 9/300H цей показник був на рівні 50?58%, по СЗМ-4 «Ніка», не дивлячись навіть на невисоку польову схожість в посушливих умовах 20011 року, отримані дещо кращі результати 46?53%, а найвищі у Rаpіd 400C — 34‒53%. Але в шведському варіанті це можна пояснити ще й меншою конструктивною шириною міжрядь 12,5 см проти 15,0 см в інших двох сівалок, що при одній і тій же нормі через меншу кількость сходів на одному погонному метрі рядка автоматично зменшує нерівномірність.

Щодо формування величини фактичної врожайності необхідно відмітити, що на неї впливають, крім якості посіву, ще три основні фактори: потенційна врожайність сорту, сприятливість конкретного вегетаційного періоду (включає вологозабезпечення і температурний режим) та загальний рівень технології вирощування і удобрення.

Так як у всіх чотирьох варіантах систем обробітку ґрунту були внесені розрахункові дози NPK під врожай на рівні максимальної потенційної врожайності сорту, отриманої на дослідних сортовипробувальних ділянках, а всі технологічні операції проводились відповідно до спеціального розроблених для кожної системи обробітку технологічних карт вчасно і на рівні встановлених вимог можна допустити, що на кінцевий урожай вплинули лише якість посіву та погодні умови сезону вирощування.

Для нівелювання впливу на рівень реалізації потенційної врожайності сорту, відповідно до європейської методики за програмою MARS, в інституті розраховуються температурний індекс та індекс вологозабезпечення для кожного конкретного сезону вирощування. З використанням цих індексів обраховано коефіцієнт сприятливості року щодо, який наведено в табл. 2.

Використанням наведених методичних підходів дозволило нам виділити вплив технологічних операції передпосівного обробітку ґрунту та посіву, який реалізується конкретною сівалкою, шляхом співставлення потенційної врожайності сорту та фактично отриманого врожаю і комплексно оцінити посівні агрегати через розрахунковий коефіцієнт реалізації технологічності сівалки на різних системах основного обробітку ґрунту та встановити рівень адаптованості сівалки до різних систем обробітку ґрунту, який обчислюється за середнім значенням коефіцієнту реалізації потенціалу помноженому на 100%.

Так рівень адаптованості сівалки Rаpіd 400C є найвищим серед досліджуємих агрегатів і становить 86,8%, а коефіцієнт реалізації потенціалу систем обробітку ґрунту та технологічності показує, що у сівалки він зростає по мірі мінімізації кількості обробітків та глибини від 0,825 — на традиційній системі до 0,872 — на — mini-till, тобто ця сівалка більш адаптована до сівби на фонах з мінімальним обробітком без обертання скиби.

На відміну від попередньої сівалка Compact-Solitair 9/300H є дещо більш пристосованою до роботи на традиційній системі або після глибокого розпушування ґрунту, бо коефіцієнт технологічності сівалки в цьому разі найбільший і складає, відповідно, 0,920 та 0,913. В загальному за рівнем адаптованості сівалка Compact-Solitair 9/300H отримала 84,7%. Дещо нижче значення адаптованості є досить логічним, так як в складі цього посівного агрегату використано сівалку Solitair, яка створювалась для сівби на традиційних системах обробітку ґрунту.

У сівалки СЗМ-4 «Ніка» коефіцієнт технологічності виявився досить стабільним у всіх варіантах і був найбільшим на традиційній системі (0,899) і далі спадав по мірі мінімізації кількості обробітків та глибини (до 0,820 на mini-till). За показником адаптованості до різних систем обробітку ґрунту (86,0%) сівалка СЗМ-4 «Ніка» знаходиться на досить високому рівні між посівними агрегатами Rаpіd 400C та Compact-Solitair 9/300H.

Висновок.

Таким чином, за результатами порівняльного агротехнічного польового оцінювання адаптованості та ефективності застосування зернових сівалок різних виробників з різними технологічними підходами до передпосівного обробітку ґрунту та посіву насіння озимої пшениці у варіантах чотирьох систем обробітку ґрунту, можна засвідчити наступне:
— усі досліджувані сучасні різні технологічні підходи з передпосівного обробітку ґрунту та сівби, які реалізовуються універсальною механічною сівалкою Rаpіd 400C виробництва фірми Vaderstad (Швеція), комбінованим грунтообробно-посівним агрегатом Compact-Solitair 9/300H виробництва фірми LEMKEN (Німечина) та механічною сівалкою СЗМ-4 «Ніка» виробництва фірми «Велес-Агро» (Україна), в змозі забезпечити на рівні вихідних вимог якісне виконання технологічног