ВЕЛЕС-АГРО

производитель почвообрабатывающей техники и запасных частей

ВЕЛЕС-АГРО

производитель почвообрабатывающей техники и запасных частей

Практические испытания Strip-Till технологии на базе отечественной техники VELES AGRO

29 марта 2018

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ STRIP-TILL ТЕХНОЛОГИИ
НА БАЗЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

В. Погоріла, О. Тихоненко, В. Громадська — УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
В. Плахотній — ТОВ «Велес Агро ЛТД»
Ю. Крохмаль — ФГ «Деметра»

Для получения высокого урожая аграрии постоянно изобретают новые технологии обработки почвы, что в свою очередь приводит к снижению себестоимости полученной продукции. Полосовая обработка почвы (strip-till) хорошо зарекомендовала себя в странах Северной Америки и в некоторых европейскийх производителей. Мы попытались реализовать данную технологию в украинском сельскохозяйственном предприятии на базе отечественной техники, в результате подтверждено положительный тренд в повышении продуктивности посевов кукурузы на зерно и подсолнечника.

Strip-till — относительно новая для Украины система обработки почвы, при которой обрабатывается не вся поверхность поля, а обработка проводится полосами только в зоне размещения семян и будущего ложе растения. Данная технология возникла как альтернатива no-till и направлена ​​на решение ряда вопросов: рационального и эффективного использования удобрений за счет внесения основных доз удобрений на разную глубину, оптимизации плотности почвы, прогревание почвы в более раннем периоде, накопления и аккумулирования влаги в почве. Технология strip-till применяется в основном под посевы пропашных культур (подсолнечник и кукуруза).

Во многих литературных источниках описано преимущества данной технологии, основными из которых являются: накопление и аккумулирование влаги в почве (часть земли замульчована, а часть покрыта растительными остатками) наличие растительных остатков (около 60% размещено на поле) позволяет предотвращать ветровой и водной эрозии; возможность регулировать плотность почвы в зоне развития корневой системы растения; локальное внесение основных доз минеральных удобрений на заданную глубину в зону постоянного увлажнения и размещения корневой системы растений. При таких преимуществ растения должны развиваться в более благоприятных условиях, в сою очередь является залогом повышения урожайности сельскохозяйственных культур при одинаковых условиях.

Отдельным вопросом является техническое обеспечение технологии Strip-till, ведь это должны быть отдельные машины для обработки почвы полосами, возможно сочетание в данной машине одновременно двух технологических операций (обработка почвы и внесение удобрений). В Украине этот сегмент рынка технических средств, до недавнего времени, был представлен практически одиночными представителями иностранного производства. По требованию рынка и в соответствии с мировыми тенденциозная развития технических средств для сельскохозяйственного производства создано и налажено производство аналогичных машин отечественного производства.

Также, следует отметить, что технология Strip-till требует и от производителей сельхозпродукции значительные изменения в требованиях и порядке проведения технологических операций в поле. Именно сочетание готовности завода поставить совершенную и надежную технику, а агрария своевременно и качественно реализовать предусмотренные Strip-till технологические приемы и является одним из основных вопросов эффективности и рентабельности новой технологии
Итак, от самого своего появления в нашей стране strip-till сразу получил не только сторонников, но и скептиков. Вопросов по реализации данной технологии остается много, и только практическим опытом можно ответить на некоторые из них.

Техника и технология

Чтобы подтвердить или развеять мифы полосового обработки, определить физико-химические характеристики почвы в обработанных полосах и в междурядье, исследовать поведение растений во время роста и развития в различные фазы роста и развития создана команда путем объединения трех организаций: производители техники для полосового обработки, фермерское хозяйство желающим испытать новую технологию в своих условиях и ученые УкрНДИПВТ им. Л.Погорелого.

Нашей командой было проведено полевой эксперимент в фермерском хозяйстве «Деметра» Николаевской области. Данное хозяйство является типичным для степной почвенно-климатической зоны (площадь пашни близько1000 га), из зерно-пропашной севооборота, размещенное в зоне недостаточного увлажнения и использует энергосберегающие технологии, имеет уровень урожайности несколько выше, чем в других хозяйствах этой же почвенно-климатической зоны. Технология полосного обработки в данном хозяйстве применялась на двух культурах — подсолнечника и кукурузе.

Так как избранное хозяйство имеет площадь пашни около 1000 га для реализации новой технологии были использованы агрегат полосовой обработки KRIOS ST 6 (рис. 1) производства ООО «Велес Агро ЛТД» (г. Одесса). Благодаря размещению на нарезчики емкостей для минеральных удобрений и оригинальных рабочих органов нарезчик обеспечивает одновременное совмещение двух технологических операций: формирование щелей с заданными параметрами по глубине и ширине и локальное внесение минеральных удобрений в зону будущего ряда и нижние горизонты почвы

Рисунок 1 Агрегата KRIOS ST 6
производства ООО «Велес Агро ЛТД» на поле ООО «Деметра»


Таблица 1. — Техническая характеристика агрегата полосовой обработки KRIOS ST 6

Показатели Значения показателей
Количество обрабатываемых полос, м 6
Производительность, га/час 5
Эфективная скорость, км/час 10 — 18
Глубина обработк, см до 22
Ширина полосы, см 15 — 25
Норма высева удобрений, кг/га 50 — 500
Глубина внесения удобрений, см до 25
Объем бункера для удобрений, л 750
Масса угрегата, кг 2800
Необходимая мощность трактора, л.с. 150 — 200

Данный агрегат в наших исследованиях работал в агрегате с трактором CLAAS Arion 640C (150 л.с.), доукомплектованного навигатором GPS Copilot S10. В отличие от существующих strip-till агрегатов конструкция Велес Агро оснащена дополнительным волнистым диском и пневмодемфером и обеспечивает стабильный процесс резки щелей и внесения удобрений на рабочих скоростях до 18 км / ч. С помощью трех Колтер (турбодискив) проводится качественное рыхление почвы и прикатывание обработанной полосы.

За контроль при проведении исследований технологии strip-till выбрана технология mini-till, которая освоена, широко применяется и положительно оценена хозяйством в последние годы применения. Перечень технологических операций на контроле следующий: предпосевную обработку почвы культиватором КПГ-6 в агрегате с трактором ХТЗ-17021 на глубину 8‒10 см, после чего непосредственно осуществлялась сев сеялкой СПМ-8. Следует отметить, что культиватор и сеялка также производства ООО «Велес Агро ЛТД», чем практически обеспечивалась высокая частота проведения эксперимента.

При применении технологии mini-till высев семян подсолнечника проводили с одновременным внесением минеральных удобрений, а семена кукурузы — без внесения удобрений.

Размер экспериментальных участков по технологии strip-till при выращивании подсолнечника составил 10 га, а при выращивании кукурузы на зерно — 150 га. Экспериментальные площади не являются специальными участками, а размещении непосредственно на полях рядом с принятой технологией выращивания в соответствии с севооборота.

На обоих культурах при технологии strip-till непосредственно перед посевом осуществлялось нарезки полос с одновременным внесением удобрений, после чего осуществлялась обычная сев.

Результаты наблюдений

Использование агрегата KRIOS ST 6 при нарезки щелей на рабочей скорости 12 км/ч не вызвал никаких осложнений и также как на фоне предпосевной обработки почвы в контроле посев кукурузы и подсолнечника был проведен в оптимальные и близкие по срокам периоды качественно и с заданными параметрами (табл. 2) .

При применении технологии strip-till на подсолнечнике получена полевая всхожесть семян на 10% выше по сравнению с технологией mini-till, а на кукурузе — на 15%, соответственно. На этих первых этапах органогенеза — прорастание семян и формирования всходов, на наш взгляд, в первую очередь сработал более оптимальный водно-воздушный режим в семенном и рядом слоях почвы, обеспечиваемый в зоне полосы именно рабочими органами щеленарезания.

Таблица 2. - Агротехнические показатели предпосевной обработки и посева при закладке исследования

Показатели Подсолнечник кукуруза
Strip-till Mini-till Strip-till Mini-till
Норма внесения минеральных удобрений, кг/га 130 130 130 -
Способ внесения минеральных удобрений локально сплошь локально без удобрений
Глубина заделки удобрений, см 8 — 9 5 — 6 8 — 9 -
Норма высева семян, тыс.шт./га

58

4,1

58

4,1

65

4,6

65

4,6

Глубина заделки семян, см 4 — 6 4 — 5 4 — 6 4 — 5
Похожих растений, шт/м 3,8 3,4 3,8 3,6
Полевое сходство, % 93 (+10%) 83 83 (+15%) 78

Следующие технологические операции по уходу за посевами в обоих вариантах технологий были полностью идентичны как по периоду проведения, так и нормами внесения и качеством исполнения. Пример обеспечение технологии выращивания подсолнечника удобрениями и средствами защиты во время вегетации приведена на рисунке 2. Таким образом минимализировано возможность влияния на урожай подсолнечника и кукурузы других факторов, кроме как физико-механических характеристик грунта в зоне рядка при предпосевной обработки почвы (сплошная культивация или полосовая обработка) и способов внесения минеральных удобрений в почву (локальный ниже размещения семян с помощью агрегата KRIOS ST-6 или одновременно с посевом рядом с семенами с помощью сеялки).

Рисунок 2. - Уход за посевами (на примере подсолнечника)

В дальнейшем на развитие посевов кукурузы и подсолнечника влияла только погода. Климатические условия 2017 года в данной почвенно-климатической зоне были неблагоприятными для роста и развития подсолнечника и кукурузы. Средняя температура при посеве подсолнечника была в пределах нормы, а при дальнейшем росте и развитии отмечено значительное повышение температуры, что указывает на неблагоприятное условие. В общем фактическое количество осадков за весь период вегетации на 15% меньше необходимой для благоприятного роста и развития. Обычно для агробизнеса такая ситуация весьма неблагоприятна, но последние годы достаточно характерна и особенно для юга Украины, и именно в таких условиях, возможно, и должны сработать особенности проведения отдельных элементов технологий обработки и проявится агротехнологическая их эффективность.

Важным для благоприятного роста и развития растений есть запасы продуктивной влаги. Для определения запасов продуктивной влаги через разные промежутки времени (7 мая, 7 июля, 7 августа, 7 сентября) было осуществлено отбор образцов почвы в разных слоях (от 0 см до 16 см), определение его влажности и проведение расчетов запасов продуктивной влаги (рисунок 3).

Рисунок 3. - Общие запасы продуктивной влаги (в слое 0‒18 см), мм течение вегетации

В период посева запасы в общем слое почвы (0‒16 см) были практически одинаковые в технологии strip-till и mini-till. Но, в дальнейшем продуктивная влага по технологии strip-till снижалась, при этом разница росла в процессе развития растений, но в период уборки выровнялась. На наш взгляд состояние почвенной среды в варианте strip-till (розрихлена в зоне рядка и естественная в междурядье) создавали более оптимальный и эффективный процесс обеспечения влагой и воздухом и вегетативная масса нарастала быстрее и растения поглощали больше воды. Когда вегетация растений подошла к завершающему этапу (созревание) ситуация выровнялась.

В дальнейшем проведено исследование состояния растений подсолнечника и кукурузы в разные периоды вегетации. На рисунке 4 видно общее состояние посевов подсолнечника на поле на 60 день вегетации в двух вариантах: варианте strip-till и контроль.

Strip-till

Mini-till

Strip-till

Mini-till

Рисунок 4. — Состояние посевов подсолнечника на 60 день вегетации

На посевах подсолнечника на 65 день вегетации по технологии Strip-till наблюдается выравненность посевов, а растения подсолнечника более развитые (имеют большую массу и размеры), в то же время корневые системы имеют близкие характеристики. Высота растений подсолнечника в технологии strip-till составляет 91 см, что на 26 см выше высоты растений при технологии mini-till. Средняя масса растений в исследуемой технологии 356 г, что на 45 г превышает массу в технологии mini-till, а средняя ширина — 54 см, что на 3 см больше средней ширины кроны в сопоставимой технологии.

По посевам кукурузы наблюдается несколько иная ситуация: в обоих технологиях растения кукурузы имеют близкие характеристики, в то же время корневая система мощная в варианте Strip-till (рис.5). Высота растений кукурузы по технологии strip-till на 65 день составляет в среднем 104 см, что на 4 см меньше чем в технологии mini-till. Но, несмотря на меньшую высоту, средняя масса растений в технологии strip-till больше на 20 г, что указывает на высокую мощность стеблей.

Strip-till

Mini-till

Strip-till

Mini-till

Рисунок 5. Состояние посевов кукурузы на 65 день вегетации

На 120 день вегетации получено растения подсолнечника по двум исследуемым технологиям, которые по разным характеристикам (размер стебля, длина корневой системы, диаметр шапки, масса семян в шапке) условно можно разделить на 4 равные (рис. 6).

Рисунок 6. Классификация (уровни) растений подсолнечника перед сбором
(На 120 день вегетации)

Обследовав посевы и с учетом предложенного их распределения по размерно-массовыми характеристиками мы получили следующую картину состояния посева подсолнечника за несколько дней перед сбором (таблица 3).

Таблица 3. Распределение растений подсолнечника по уровням перед сбором

Уровни растений Диаметр шапки Масса семян Технологии
Strip-till Mini-till
см г/шапку шт/20 м % шт/20 м %

І

высокий

23 — 26 110 — 160 14 24 - -

II

средний

19 — 23 85 — 110 25 42 8 15

III

достаточный

15 — 19 75 — 85 13 22 38 70

ІV

низкий

11 — 15 30 — 75 7 12 8 15
Всего 100 100

Только в технологии Strip-till присутствуют хорошо развитые и высокоурожайные растения I уровня (24%), также значительный процент и растений II уровня (42%). Итак высокоурожайные и середнеурожайные растения в сумме составляют 66%. В технологии mini-till основная доля растений в сегменте низкоурожайных растений III уровня — 70%.

С близким аналогичным подходом были проведены обследования полей и перед уборкой кукурузы и определены основные размерно-массовые характеристики растений (таблица 4).

Таблица 4. Характеристика растений кукурузы перед сбором (на строке длиной 5 м)

Показатель Технологии
Strip-till Mini-till
Количество стебел на 5 м, шт. 19 (+1 шт.) 18
Количество качанов полноценных, шт. 19 (+2 шт.) 17
Количество качанов неполноценных, шт. 7 (-2 шт.) 9
Масса качанов, кг 3,84 (+0,42 кг) 3,42
Масса зерна в одном качане, кг 3,16 (+38 кг) 2,79
Масса качана без зерна, кг 0,68 0,63

В среднем по испытательном участке количество стеблей в рядке длиной 5 м на 5‒6% выше в технологии Strip-till по сравнению с технологией Mini-till. Такая же тенденция наблюдается по количеству полноценных початков: в исследуемой технологии количество таких початков в рядке длиной 5 м на 10‒12% выше, чем в базовой технологии. Масса зерна в одном качане по технологии Strip-till на 12‒14% выше, чем в технологии mini-till.

По результатам проведенных обследований проведены расчеты, с фактической плотности стеблестоя и части растений с соответствующими размерно-массовыми характеристиками, биологического урожая подсолнечника и кукурузы, выращенных на полях которые обрабатывались по технологии Strip-till в сравнении с технологией Mini-till (рис.7).

Соняшник Кукурудза

Рисунок 7. Биологическая урожайность подсолнечника и кукурузы (пересчитана при влажности 14%)

Таким образом, зафиксированы положительные изменения в физико-механической характеристики почвы в период основной обработки, оптимальное обеспечение растений влагой и благоприятный режим питания, наличие большей части развитых растений на поле при применении технологии strip-till, даже несмотря на неблагоприятные погодные условия, логично завершились значительным приростом урожая как подсолнечника так и кукурузы: биологический урожай подсолнечника на 40% выше, а кукурузы соответственно на 20%.

Выводы:

  • Объединение усилий украинского сельскохозяйственного товаропроизводителя, отечественного производителя сельскохозяйственной техники и ученых позволило в полевом эксперименте в севообороте полностью обеспечить и реализовать широкомасштабные полевые посевы по технологии strip-till и довести их до получения урожая.
  • В процессе вегетации подсолнечника и кукурузы в технологии strip-till отмечено лучшие результаты по сравнению с технологией mini-till: высшая полевая всхожесть, растения лучше развиты (большие по массе, высоте, ширине, количестве листьев и массой семян). При этом у кукурузы отмечается более развита корневая система, а у подсолнечника более мощный стебель, в обоих культурах способствует повышению биологической урожайности зерна.
  • Получено экспериментальное подтверждение агротехнологической эффективности технологии strip-till, в условиях применения которой благодаря оптимальным условиям водного режима и питания подтверждено положительный стабильный тренд, гарантирует высокую урожайность чем по технологии mini-till,
  • Tехнология strip-till имеет значительный потенциал для ее использования в сельскохозяйственных предприятиях Украины и сельскохозяйственные предприятия и отечественные производители техники на сегодня готовы ее обеспечивать.

В дальнейшем нами будет изложено следующая статья по данному исследованию с точки зрения экономической эффективности дооснащение технологии выращивания подсолнечника и кукурузы техникой для strip-till.