ВЕЛЕС-АГРО

виробник ґрунтообробної техніки і запасних частин

Агротехническая эффективность разных типов зерновых сеялок

20 серпня 2012

Агротехническая эффективность различных типов зерновых сеялок при посеве озимой пшеницы.

Погорелый В., зам. директора,
Рожанский А., зав. лаборатории
(УКРНДИПВТ им. Л. Погорелого)

Из всего перечня технологических операций, применяемых при выращивании сельскохозяйственных культур, с полной уверенностью можно констатировать, что сев является определяющим элементом технологии выращивания сельскохозяйственных культур по формированию равномерной площади питания и оптимальной густоты растений в посевах, что в свою очередь обеспечивает наиболее интенсивное нарастание ассимиляционной листовой поверхности — основного фактора урожайности. Поэтому, одним из важнейших конструкционным элементом сеялки, с точки зрения обеспечения благоприятных условий прорастания семян, получения дружных всходов, роста и развития растений и в конечном плане уровня урожайности культур, всегда считалась ее сошниковая группа, в состав которой входят механизмы для: копирования профиля поверхности поля; установки и поддержания заданной глубины посева; заделки семян на оптимальную глубину, создания должного контакта семян с почвой; мульчирования поверхности почвы в зоне рядка.

Проведенные исследования свидетельствуют, что на сегодня в Украине кроме традиционного основного возделывания на базе пахоты, применяются еще три вида минимальных систем: консервирующая на базе глубокого рыхления на 25?40см с сохранением до 70% пожнивных остатков на поверхности поля, мульчирующая, предусматривающая рыхление и мульчирование пожнивными остатками верхнего слоя почвы на глубину до 10?12 см и система no-till или прямой сев без предварительного обработки с полным сохранением растительных остатков на поверхности поля. Определено, что в конкретном сельскохозяйственном предприятии в структуре систем обработки на традиционную технологию может приходиться 50?60%, консервирующую — 20?30%, мульчирующую и no-till — 10?20% от общей площади пашни. Поэтому для украинских аграрных предприятий, сегодня важен вопрос, какой "сеялкой проводить сев на своих полях, отличающихся системами обработки — специализированными или универсальными, ведь они понимают, что посевной агрегат фактически закладывает основы будущего урожая, а пестрый большой парк машин требует значительных капитальных вложений.

В конце 20-го века ведущие производители сельскохозяйственной техники предлагали аграрным предприятиям сеялки с сошниковыми группами, которые проектировались для качественного посева зерновых культур конкретного способа обработки почвы (после вспашки применялись одни сошниковые группы, после безотвального рыхления — другие). Такие сеялки были оборудованы катушечными высевающими аппаратами, что обеспечивало их высокую универсальность в части высева семян различных зерновых культур, но адаптация их сошниковых групп к различным системам основной обработки почвы была очень низкая.

Сегодня же появление новых технологий выращивания сельскохозяйственных культур, ориентированных на снижение затрат энергии и минимальные системы обработки, потребовало создания универсальных посевных агрегатов не только в части высева различного по своим физико-механическим характеристикам семян, но и таких, которые могут обеспечивать сев как на полях с традиционный обработкой почвы на базе вспашки, так и после безотвального рыхления почвы различной глубины или проводить прямой сев, то есть где предыдущая обработка почвы вообще не проводилась и на поле оставлено значительное количество измельченных пожнивных остатков. Таким образом, минимальные системы, в отличие традиционных систем обработки, предъявляют к сошниковым группам сеялок дополнительные требования: умение равномерно заделывать семена на заданную глубину при большом количестве пожнивных остатков на поверхности поля и повышенной твердости и гребнистости поверхности почвы.

В УКРНДИПВТ им. Л. Погорелого проводятся исследования посевных машин в сотрудничестве с фирмами производителями, на уникальном научно-испытательном полигоне четырех систем обработки почвы в пятипольном зерновом севообороте общей площадью 150 га (20 полей по 7,5 га). Тип почвы — чернозем типичный малогумусный среднесуглинистый. Определения оценочных показателей работы сеялок проводилось в вариантах с применением четырех систем обработки (рис. 1): традиционной на базе вспашки на глубину 22?23 см (пожнивные остатки заделаны полностью, поверхность поля выровнена с мелкими комочками) консервирующая на базе глубокого рыхления на глубину 30?32 см (незаделанных пожнивных остатков до 30%); мульчирующей на базе мелкого рыхления на глубину 10?12 см (незаделанных пожнивных остатков до 45%), с элементами Mini-till на базе поверхностного рыхления на глубину заделки семян (незаделанных пожнивных остатков до 60%). Варианты систем обработки на период сева отличались между собой глубиной рыхления, массой пожнивных остатков на поверхности поля, твердостью посевного слоя почвы и выравненностью поверхности поля, что в полной мере позволило оценить качество работы сошников групп различных типов посевных агрегатов.

В последние четыре сельскохозяйственных сезона проведена агротехническая полевая оценка трех принципиально различных типов посевных агрегатов во время сева, при приведенных выше условиях, семян озимой пшеницы, ячменя, гороха, сои и гречихи:

 — Универсальной механической сеялки Rаpid 400C (рис.2) производства фирмы Vaderstadt (Швеция), на которой жестко смонтирован почвообрабатывающий модуль для предпосевной обработки почвы. Сеялки модификации Rаpid реализуют концепцию одновременной предпосевной обработки почвы и посева одним агрегатом по следующей технологической схеме: грубое выравнивание поверхности поля с помощью специальных пружинных пластин — рыхление верхнего слоя почвы двумя рядами плоских дисков, закрепленных на раме через резиновые амортизаторы — посев семян с помощью дисково-анкерного сошника, который установлен на радиальной подвеске и оснащен оригинальной системой реактивных тяг для стабилизации глубины высева семян — прикатывание поверхности засеянного поля резиновыми опорно-транспортными колесами — мульчирование верхнего слоя почвы пружинной гребенкой. Необходимость и глубина предпосевной обработки в универсальной сеялке Rаpid 400C регулируется с помощью изменения положения, по отношению к поверхности поля, рабочих органов ее почвообрабатывающей части;

 — Комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата Compact-Solitair 9/300H (рис.3) производства фирмы LEMKEN (Германия), который скомпонован из рабочих органов дисковой бороны Гелиодор и пневматической сеялки Солитер. Агрегаты серии Compact-Solitair позволяют реализовывать несколько похожу с Rаpid технологическую схему одновременной предпосевной обработки почвы и посева, но с существенным, на наш взгляд, отличием. После выравнивания поверхности и рыхления верхнего слоя почвы выпрямителями и сферическими дисками на упругой подвеске — проводится сплошное уплотнение разрыхленного слоя почвы специальным катком — затем с помощью двухдискового сошника, который смонтирован на паралелограммной подвеске, высеваются семена — расположенным за сошником задним копировально-прикатывающим колесом посевной секции проводится прикатывание семян непосредственно в зоне рядка — и в завершение мульчирование верхнего слоя почвы пружинной гребенкой. Регулировка глубины предпосевной обработки почвы проводится аналогично, как и в сеялке Rаpid 400C;

 — Механической сеялки СЗМ «Ника-4» (рис. 4) производства фирмы «Велес-Агро» (Украина). Сеялка семейства СЗМ «Ника» (ширина захвата 4?6 м) является типичным представителем механических сеялок оснащенной совершенной сошниковой группой в современном конструктивном исполнении. Предпосевную обработку в таком случае можно, при необходимости, проводить любым агрегатом, качество работы которого удовлетворяет требованиям современных агротехнологий. В последующем посевная секция сеялки СЗМ-4 «Ника» реализует следующую технологическую схему посева: формирование V-образной посевной канавки с помощью двухдискового сошника оригинальной конструкции со смещенным расположением дисков, при этом первый диск прорезает ровную узкую линию даже при наличии большого количества растительных остатков на поверхности поля, а задний диск разрыхляет грунт — на подготовленное ложе высеваются семена — размещенное за сошником узкое колесо прикатывает семена только в зоне рядка, чем обеспечивается качественный контакт семян с почвой — в последующем (при необходимости) специальные заделыватели мульчируют поверхность почвы только в зоне рядка, чем обеспечивается оптимальный температурный и воздушный режим в зоне семенного ложа.

Как свидетельствует это краткое описание многообразия технологических подходов и последовательности выполнения их составляющих (элементов) при предпосевной подготовке почвы и посева зерновых, а также особенностей конструкции и технических характеристик различных современных посевных агрегатов (табл. 1) бесспорно перед каждым производителями встает вопрос: какую стратегию выбрать, какой агрегат эффективнее, применению какой технологической схемы посева является эффективной и позволит получить высокий урожай? Далее мы приводим результаты наших экспериментальных исследований и обобщений, пока только на основной зерновой культуры — озимой пшеницы по пяти основным показателям: глубина заделки семян, равномерность глубины заделки семян, полевая всхожесть семян, равномерность распределения лестниц по длине строки и урожайность (табл. 2). Каждый из этих показателей определялся на конкретном этапе развития растений и характеризовал качество выполнения технологических элементов посева и соответственно агротехнологический эффективности применения конкретного посевного агрегата.

Условия работы сеялок течение этих лет менялись, однако значение показателей, в том числе и основных- влажности и твердости почвы колебались в допустимых пределах, соответствовали исходным требованиям и были характерны для зоны Лесостепи, в которой находится институт. Итак, определены оценочные показатели сеялок позволяют нам делать объективные выводы относительно адаптированности и агротехнической эффективности зерновых сеялок Rаpid 400C, Compact-Solitair 9/300H, СЗМ-4 «Ника» и в соответствии реализуемых ими различных технологических подходов во время сева семян основных сельскохозяйственных культур на основных четырех системах обработки почвы.

Результаты агротехнической оценки свидетельствуют, что все сеялки обеспечили посев семян озимой пшеницы с удовлетворительными показателями качества во всех четырех системах обработки: как по традиционной системе на базе пахоты, так и по системам, предусматривающим минимальную обработку с применением глубокого, мелкого и поверхностного рыхления почвы. При этом получены следующие показатели качества работы сеялок на каждом этапе выращивания озимой пшеницы.

СЕВ:

Системы обработки почвы, на которых проводился сев озимой пшеницы, как отмечалось выше, характеризовались различным уровнем плотности почвы, наличия растительных остатков на поверхности поля и гребнистостью. В то же время, исходя из средней влажности верхнего слоя почвы, устанавливалась средняя глубина заделки семян для всех вариантов обработки, которая незначительно корректировалась от одного варианта к другому.

При таких условиях равномерность глубины заделки семян у сеялки СЗМ-4 «Ника» (доля семян, заделанных в слой средней глубины и два смежных с ним слоя (? 1 см) была наибольшей среди исследуемых сеялок (от 76% до 86% в зависимости от системы обработки), что практически удовлетворяет исходные требования — не менее 80%. Комбинированные почвообрабатывающе-посевные агрегаты (Rаpid 400C и Compact-Solitair 9/300H) по показателю равномерности размещения семян по глубине несколько уступают специализированной сеялке и обеспечивают размещение только 50?60% семян в оптимальном слое почвы.

ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН:

Как известно полевая всхожесть семян зависит от количества семян размещенных в оптимальном слое почвы (предыдущий показатель), запасов продуктивной влаги на которые влияет система обработки и погодно-климатических условий в первые 10?15 дней после посева.

Полевая всхожесть семян озимой пшеницы высеянных приведенным агрегатами в нашем случае варьировала в широких пределах и составляла в общем 50?85%. Высокая полевая всхожесть получена при посеве комбинированным агрегатом Compact-Solitair 9/300H — выше 80% и при этом она почти не зависела от системы обработки почвы (размах 4%). Вторым по этому показателю была универсальная сеялка Rаpid 400C — полевая всхожесть в среднем 76,5%, но в зависимости от системы обработки она очень изменялась от 83% на традиционной системе обработки до 72% на системе с элементами Mini-till (размах 11%). Крайне засушливые условия осени 2011 года ни в одной из систем основной обработки почвы не позволили, даже при высокой равномерности размещения семян по глубине сеялкой CЗМ- 4 «Ника», получить высокие показатели полевой всхожести семян озимой пшеницы (54?59%). Но по стабильности по этому показателю (размах 5%) сеялка CЗМ-4 находится на уровне агрегата Compact-Solitair 9/300H.

ВЕГЕТАЦИЯ:

Неравномерность распределения растений по длине рядка является результирующим показателем, характеризующим качество работы сеялки в целом, так как зависит от стабильности работы ее высевающего аппарата и от возможности сошниковой группы сеялки создать оптимальные условия для прорастания семян и развития растений.

Всех сеялки обеспечили по этому показателю высокое качество и удовлетворили установленные агротехнические требования (не более 60%). В сеялки Compact-Solitair 9/300H этот показатель был на уровне 50?58%, по СЗМ-4 «Ника», несмотря даже на невысокую полевую всхожесть в засушливых условиях 20011 года, получены несколько лучшие результаты 46?53%, а высокие в Rаpid 400C — 34?53%. Но в шведском варианте это можно объяснить еще и меньшей конструктивной шириной междурядий 12,5 см против 15,0 см в остальных двух сеялках, что при одной и той же норме высева из-за меньшего количества всходов на одном погонном метре рядка автоматически уменьшает неравномерность.

СБОР УРОЖАЯ:

Что касается формировании величины фактической урожайности, то здесь необходимо отметить, что на нее влияют, кроме качества посева, еще три основных фактора: потенциальная урожайность сорта, благоприятность конкретного вегетационного периода (включая обеспечение влагой и температурный режим) и общий уровень технологии выращивания и удобрения.

Так как во всех четырех вариантах систем обработки были внесены расчетные дозы NPK под урожай на уровне максимальной потенциальной урожайности сорта, полученной на опытных сортоиспытательных участках, а все технологические операции проводились в соответствии со специально разработанных для каждой системы обработки технологических картами вовремя и на уровне установленных требований, можно допустить, что на конечный урожай повлияли только качество посева и погодные условия сезона выращивания.

Для нивелирования влияния на уровень реализации потенциальной урожайности сорта, согласно европейской методике по программе MARS, в институте рассчитываются температурный индекс и индекс влагообеспечения для каждого конкретного сезона выращивания. С использованием этих индексов рассчитан коэффициент благоприятности года, который приведен в таблице 2.

Использование приведенных методических подходов позволило нам выделить влияние технологических операции предпосевной обработки почвы и посева, которые реализуются конкретной сеялкой, путем сопоставления потенциальной урожайности сорта и фактически полученного урожая и комплексно оценить посевные агрегаты через расчетный коэффициент реализации технологичности сеялки на различных системах основной обработки почвы и установить уровень адаптированности сеялки к различным системам обработки, который исчисляется по среднему значению коэффициента реализации потенциала умноженному на 100%

Так уровень адаптированности сеялки Rаpid 400C является самым высоким среди исследуемых агрегатов и составляет 86,8%, а коэффициент реализации потенциала систем обработки и технологичности показывает, что в сеялки он растет по мере минимизации количества обработок и глубины от 0,825 — на традиционной системе до 0,872 — на — mini-till, т.е. эта сеялка более адаптирована к севу на фонах с минимальной обработкой без оборота пласта.

В отличие от предыдущей, сеялка Compact-Solitair 9/300H является несколько более приспособленной к работе на традиционной системе или после глубокого рыхления почвы, ибо коэффициент технологичности сеялки в этом случае самый большой и составляет, соответственно, 0,920 и 0,913. В общем, по уровню адаптированности сеялка Compact-Solitair 9/300H получила 84,7%. Несколько ниже значение адаптированности является достаточно логичным, так как в составе этого посевного агрегата использована сеялка Solitair, которая создавалась для посева на традиционных системах обработки почвы.

В сеялке СЗМ «Ника-4» коэффициент технологичности оказался достаточно стабильным во всех вариантах и ??был наибольшим на традиционной системе (0,899) и далее падал по мере минимизации количества обработок и глубины (до 0,820 на mini-till). По показателю адаптированности к различным системам обработки (86,0%) сеялка СЗМ-4 «Ника» находится на достаточно высоком уровне между посевными агрегатами Rаpиd 400C и Compact-Solitair 9/300H.

Таким образом, по результатам сравнительного агротехнического полевого оценки адаптированности и эффективности применения зерновых сеялок различных производителей с различными технологическими подходами к предпосевной обработки почвы и посева семян озимой пшеницы в вариантах четырех систем обработки, можно засвидетельствовать следующее:

 — Все исследуемые современные различные технологические подходы по предпосевной обработке почвы и посева, реализуемые универсальной механической сеялкой Rаpid 400C производства фирмы Vaderstadt (Швеция), комбинированным почвообрабатывающе-посевным агрегатов Compact-Solitair 9/300H производства фирмы LEMKEN (Германия) и механической сеялкой СЗМ «Ника-4» производства фирмы «Велес-Агро» (Украина), в состоянии обеспечить на уровне исходных требований качественное выполнение технологического процесса посева семян озимой пшеницы на черноземе среднесуглинистом подготовленном к севу, как по традиционной системе на базе пахоты, так и по системам, предусматривающие минимальную обработку с применением глубокого, мелкого и поверхностного рыхления почвы;

 — Почвообрабатывающе-посевные агрегаты (Rаpиd 400C и Compact-Solitair 9/300H) за засушливых условиях, наблюдаемых в последние годы во время сева озимой пшеницы, благодаря объединению двух операции и уменьшению выпаривания влаги, обеспечивают несколько более высокий уровень полевой всхожести чем однооперационные сеялки (СЗМ-4 «Ника»). В то же время сеялка СЗМ-4 «Ника» обеспечивает более стабильный уровень полевой всхожести семян, что позволяет реализовывать различные технологические подходы к обработке почвы;

 — По уровню адаптированности к различным системам обработки все сеялки находят на достаточно высоком уровне, характеризуется средним показателем 85% и мало отличаются друг от друга в пределах 1?2%;

 — Предлагаемые на рынке посевные агрегаты, как зарубежного так и отечественного производства при условии правильной настройки в состоянии обеспечивать высокий уровень реализации потенциальной урожайности выбранного сорта озимой пшеницы при разных систем обработки почвы.

Таблица 1

Название показателя

Значение показателя сеялки Rаpіd 400C

Значение показателя сеялки Compact-Solitair 9/300H

Значение показателя сеялки «Ника»

Фирма и стана производитель

Тип

Прицепн?ая

Прицепная

Прицепная/навесная

Ширина захвата, м

4

3

4

Размах по ширине захвата модельного ряда, м

4?9

3?5

4?6

Ширина междурядья, см

12,5

15

15

Бункер

по ширине захвата

центральный

по ширине захвата

Тип высевающего аппарата

Механический, катушечный на каждый сошник

Центральный/механический и пневматическая распределительная головка

Механический, катушечный на каждый сошник

Привод высевающего аппарата

Механический от опорного колеса

Электрический с датчиком пройденного пути

Механический от опорного колеса

Подвеска сошника

Радиальная с эластичным креплением

Паралелограммная

Радиальная

Копирующий механизм

От группы опорно-прикатывающих колёс через реактивные тяги

От индивидуального опорно-прикатывающего колеса

От индивидуального заднего опорно-прикатывающего колеса

Сошник

Дисково-анкерный

Двухдисковый

Двухдисковый с разнесенными дисками

Проникающее усилие на сошник, кг

70

10?40

30?70

Способ регулировки проникающего усилия

Не регулируется

Групповой, гидравлический

Индивидуальный, механический

Таблица 2

Условия работы и агротехнические оценочные показатели сеялок Rаpиd 400C, Compact-Solitair 9/300H и СЗМ-4 «Ника»

в вариантах систем обработки почвы на озимой пшенице

Показник По выходным требованиям Значение показателя Rаpіd 400C Значение показателя Compact-Solitair 9/300H Значение показателя СЗМ-4 «Ника»
По данным испытаний в вариантах систем обработки
тради-ционная консерви-рующая мульчи-рующая мini-till тради-ционная консерви-рующая мульчи-рующая мini-till тради-ционная консерви-рующая мульчи-рующая мini-till
Вегетационный период, годы 2009 — 2010 2010 — 2011 2011 — 2012
Сорт и потенциальная урожайность, (данные сортоиспытаний) Подолянка, 90 ц/га Кнопа, 90 ц/га Смуглянка, 110 ц/га
Коэффициент благоприятности года по влагообеспечению и температурному режиму 0,95 0,56 0,64 0,72
Ожидаемая годовая урожайность, ц/га 50 58 80
Влажность почвы по слоям, % Не более 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
Твердость почвы по слоям, МПа Не более 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
Масса пожнивных остатков на поверхности поля, г/м2 0 60 108 117 1 71 77 107 0 75 76 98
Ширина междурядия, см 12,5 15,0 15,0
Глубина заделки семян, см 6,0 — 8,0 7,6 7,8 7,3 5,5 3,0 — 8,0 7,9 7,9 7,5 3,0 — 8,0 8,0 8,4 8,0 7,3 6,7
Количество семян, заделанных в слой средней глубины и в два смежных с ним слоя, % Не менее
80
87 50 53 55 Не менее
80
60 54 60 Не менее
80
60 85 73 86 76
Полевая всхожесть, % Не менее
80
83 74 77 72 Не менее
80
82 80 84 Не менее
80
81 59 55 54 57
Неравномерность распределения всходов по длине рядка, % Не более
60
38 34 53 49 Не более
60
58 58 54 Не более
60
50 46 49 49 53
Урожайность зерна, ц/га 50 43,6 41,1 42,0 42,4 58 53,0 52,6 45,6 80 43,8 71,2 68,8 67,2 65,1
Расчетный коэфициент реализации технологичности сеялки в разных системах основной обработки почвы 1 0,825 0,843 0,862 0,872 1 0,920 0,913 0,792 1 0,760 0,899 0,868 0,848 0,820
Адаптивность сеялки под разные системы обработки почвы, % 86,8 84,7 86,0