Тестирование зерновых сеялок. Адаптированность к системам обработки почвы.

Проведены исследования эффективности трех зерновых сеялок с различными типами сошниковых групп при посевах озимой пшеницы в четырех системах обработки почвы. С внедрением 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 посевах на различных система основной обработки почвы и интегральный коэффициент адаптивности.

Введение.

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 более интенсивное нарастание ассимиляционной листовой поверхности - основного фактора урожайности [1]. 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 Сошникова группа в состав которой входят механизмы: копирование профиля поверхности поля; установки и поддержания заданной глубины посева; заделки семян на оптимальную глубину; создание надлежащего контакта семян с почвой; мульчирование поверхности почвы в зоне строки [2].

Проведенные исследования показывают, что нашим данным системы основной обработки можно классифицировать, кроме традиционного основной обработки на базе пахоты, как еще три вида минимальных систем: консервирующих на базе глубокого рыхления на 25? 40 ��м с сохранением до 70% пожнивных остатков на поверхности поля, мульчирующее, что предполагает рыхление и мульчирование пожнивными остатками верхнего слоя почвы на глубину до 10? 12 см и система no-till или прямая сев без предварительного обработки и полным сохранением пожнивных остатков на поверхности поля.
Определено, что в конкретном сельскохозяйственном предприятии в структуре систем обработки почвы на традиционную может приходиться 50? 60%, консервирующих - 20? 30%, мульчирующее и no-till - 10? 20% от общей площади пашни [3]. Поэтому, для украинских аграрных предприятий сегодня важен вопрос: какими сеялкам проводить сев на своих полях, отличаются 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.

К концу 20-го века ведущие производители сельскохозяйственной техники предлагали аграрным предприятиям сеялки с Сошников группами которые проектировались для качественного посева зерновых культур конкретного способа обработки почвы (после вспашки применялись одни Сошникове группы, после безотвальной рыхления - другие). Такие сеялки были оборудованы катушечными высевающим аппаратами , Что обеспечивало их высокую универсальность в части высева семян различных зерновых культур, но адаптация их Сошников групп к различным системам обработки почвы была очень низкая [4].

Сегодня же появление новых технологий выращивания сельскохозяйственных культур, ориентированных на снижение затрат энергии и минимальные системы обработки почвы, привела к созданию универсальных посевных агрегатов не только в части высева всех по своим физико-механическим характеристикам семян, но и таких которые могут обеспечивать сев как на полях с традиционным обработкой почвы на базе пахоты, так и после безотвальной рыхление почвы различной глубины или проводить прямую сев, то есть где предыдущий обработку почвы вообще н проводился и на поле оставлена ​​значительное количество измельченных растительных остатков. Таким образом минимальные системы, в отличие традиционной системе обработки почвы, предъявляемым к Сошников групп сеялок дополнительные требования: умение равномерно заворачивать семян на заданную глубину с большого количества пожнивных остатков на поверхности поля и повышенной твердости и гребенистости поверхности почвы.

Основная часть.

В УкрНДИПВТ им. Л. Погорелого проводятся исследования посевных машин в сотрудничестве с фирмами производителями, на уникальном наукововипробувальному полигоне четырех систем обработки почвы в пьятипильний зерновой севообороте общей площадью 150 га (20 полей по 7,5 га). Тип почвы - чернозем типичный малогумусных середньосуглинкових.

Определение оценочных показателей работы сеялок проводилось в вариантах с применением четырех систем обработки (рис. 1): традиционной на базе вспашки на глубину 22? 23 ��м (пожнивные остатки завернутые полностью, поверхность поля выровнена и мелко грудочкувата) консервирующих на базе глубокого рыхления на глубину 30? 32 ��м (не завернутых пожнивных остатков до 30%); мульчирующее на базе мелкого рыхления на глубину 10? 12 см (не завернутых пожнивных остатков до 45%); с элементами Mini-till на базе поверхностного рыхления на глубину заделки семян (не завернутых пожнивных остатков до 60%).

Варианты систем обработки почвы на период сева отличались между собой глубиной рыхления, массой пожнивных остатков на поверхности поля, твердостью посевного слоя почвы и выравненность поверхности поля, в полной мере позволило оценить качество работы Сошников групп различных типов посевных агрегатов.

В последние четыре сельскохозяйственные сезоны проведения агротехническое полевое оценки трех принципиально разных типов посевных агрегатов во время сева, при вышеуказанных условиях, семена озимой пшеницы, ячменя, гороха, сои и гречихи:

- универсальной механической сеялки Rаpиd 400C (рис. 2) производства фирмы Vaderstad (Швеция) [5], на которой жестко смонтирован почвообрабатывающий модуль для предпосевной обработки почвы.

Рис. 2 - Универсальная механическая сеялка Rаpиd 400C (http://vaderstad.com/ua/Products/Sivalku/Rapid/)

Сеялки модификации Rаpиd реализуют концепцию одновременного 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 - высев семян при помощи дисковой -анкерного сошника, который установлен на радиальной подвеске и оснащены оригинальной системой реактивных тяг для стабилизации глубины высева семян - прикочуван ния поверхности засеянного поля резиновыми опорно-транспортными колесами - мульчирование верхнего слоя почвы пружинной гребенкой. Необходимость и глубина предпосевной обработки в универсальной сеялке Rаpиd 400C регулируется с помощью изменения положения по отношению к поверхности поля, рабочих органов ее почвообрабатывающей части;

- комбинированные почвообрабатывающие-посевного агрегата Compact-Solitair 9 / 300H (рис. 3) производства фирмы LEMKEN (Германия) [6], который скомпонован из рабочих органов дисковой бороны Гелиодор и пневматической сеялки СОЛИТЭР.

Рис. 3 - комбинированный почвообрабатывающий-посевной агрегат Compact-Solitair 9 / 300H (http://lemken.com.ua/production/seyalki/csolitair)

Агрегаты серии Compact-Solitair позволяют реализовывать несколько похожу с Rаpиd технологическую схему одновременного предпосевной обработки почвы и посева, но с существенной, на наш взгляд, отличием. После выравнивания поверхности и рыхления верхнего слоя почвы Выпрямитель и сферическими дисками на упругой подвеске - проводится сплошное уплотнение разрыхленных слоя почвы специальным катком - затем с помощью двухдискового сошника, который смонтирован на параллелограммной подвеске, высевается семена - расположенным за сошником задним копировально-прикатывающим колесом посевной секции проводится прикатывание семян непосредственно в зоне строки - и в завершение мульчирование верхнего слоя почвы пружинной гребенкой. Регулировка глубины предпосевной обработки почвы проводится аналогично, как и в сеялке Rаpиd 400C;

- механической сеялки СЗМ-4 «Ника» (рис. 4) производства фирмы «Велес Агро» (Украина) [7]. Сеялка семейства СЗМ «Ника» (Ширина захвата 4? 6 м) является типичным представителем механических сеялок оснащенной совершенной Сошников группой в современном конструктивном исполнении.

Рис. 4. - Механическая сеялка СЗМ-4 «Ника» (http://www.velesagro.com/products/seyalki-zernovyie-mehanicheskie/)

Предпосевную обработку в таком случае можно, при необходимости, проводить любым агрегатом, качество работы которого удовлетворяет требования 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 размещением дисков, при этом первый диск прорезает ровную узкую линию даже при наличии значительного количества растительных остатков на поверхности поля, а задний диск разрыхляет почву - на подготовленное ложе высевается семена - расположено в сошником узкое колесо прикатывают семена только в зоне строки, чем обеспечивается качественный контакт семян с почвой - в последующем (при необходимости) жаре ные загортачом мульчируют поверхность почвы только в зоне строки, чем обеспечивается оптимальный температурный и воздушный режим в зоне семенного ложа.

Как показывает этот краткое описание многообразия технологических подходов и последовательности выполнения их составляющих (элементов) при предпосевной подготовке почвы и посева зерновых и особенности конструкции и технические характеристики различных современных посевных агрегатов (табл. 1) бесспорно перед каждым производителями встает вопрос: какую стратегию выбрать, какой агрегат является эффективным, применению которой технологической схемы посева является наиболее эффективно и позволит получить высокий урожай? Далее мы приводим результаты наших экспериментальных исследований и обобщений пока только на основной зерновой культуре - озимой пшеницы по пяти основным показателям: глубина заделки семян, равномерность глубины заделки семян, полевая всхожесть семян, равномерность распределения лестницы 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 эффективность применения конкретного посевного агрегата.

Условия работы сеялок течение этих лет менялись, однако значение показателей в том числе и основные - 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 Rаpиd 400C, Compact-Solitair 9 / 300H, СОМ-4 «Ника» и в соответствии реализуемых ими различных технологических подходов при посева семян основных сельскохозяйственных культур на основных четырех системах обработки почвы.

Результатами агротехнического оценки свидетельствуют, что все сеялки обеспечили посев семян озимой пшеницы с удовлетворительными показателями качества во всех четырех системах обработки почвы: как по традиционной системе на базе пахоты так и по системам, предусматривающие минимальная обработка с применением глубокого, мелкого и поверхностного рыхления почвы. При этом получены следующие показатели качества работы сеялок на каждом из этапов выращивания озимой пшеницы.

Таблица 1

Краткая техническая характеристика сеялок Rаpиd 400C, Compact-Solitair 9 / 300H и СЗМ-4 «Ника»

Фирма и страна производитель Ведерштат, Швеция Лемкен, Германия Велес-Агро, Украина Тип Прицепная Прицепная Прицепная / навесная Ширина захвата, м 4 3 апреля Размах по ширине захвата модельного
ряда, м 4 - 9 3 - 5 4 - 6 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 отдельного колеса Электрический с датчиком пройденного пути Механический от опорного колеса Подвеска сошника Радиальная с эластичным креплением Параллелограммная Параллелограммная копируя механизм От опорно-прикатывающих колес через реактивные тяги от заднего опорно-прикатывающим колеса от заднего опорно
прикатывающим колеса Сошник дисковых-анкерный Двухдисковый Двухдисковый с разнесенными дисками Проникающее усилия на сошник, кг 90 20 - 40 30 - 110 Способ регулирования прижимного 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 пшеницы

ПоказательЗа выходные
требованиямиСеялка Rаpиd 400CСеялка Compact-Solitair
9 / 300HСеялка СЗМ-4 «Ника»По данным испытаний в вариантах систем обработкитради-наяконсервы-тельнаямульчу-тельнаяМini-tillтради-наяконсервы-тельнаямульчу-тельнаяМini-tillтради-наяконсервы-тельнаямульчу-тельнаяМini-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
влагообеспеченности и температурному
режима 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 60108117 1 71 77107 0 75 76 98 Ширина междурядий, см 12,5 15,0 15,0 Глубина заделки семян, 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 Количество семян, завернутого в слой
средней глубины и в два смежных с
ним слои,% Не менее
80 87 50 53 55 60 54 60 60 85 73 86 76 Полевая всхожесть,% Не менее
80 83 74 77 72 82 80 84 81 59 55 54 57 Неравномерность распределения лестницы по
длине строки,% не более
60 38 34 53 49 58 58 54 50 46 49 49 53 Урожайность 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 Расчетный коэффициент реали-зации
технологичности сеялки на различных системах основной обработки почвы 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 Адаптированность сеялки к различным
систем обработки почвы,% 86,8 84,7 86,0

Системы обработки почвы на которых проводилась сев озимой пшеницы, как отмечалось выше, характеризовались различным уровнем плотности почвы, наличия растительных остатков на поверхности поля и гребенистистю. 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 в сеялки СЗМ-4 «Ника» (Доля семян, завернутого 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 грунтовообробно-посевные агрегаты (Rаpиd 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.

Как известно полевая всхожесть семян зависит от количества семян расположенного в оптимальном слое почвы (предыдущий показатель), запасов продуктивной влаги на которые влияет система обработки и погодньо-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%. Самая высокая полевая всхожесть получена при посеве комби- НОВОСТЬ 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 Rаpиd 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 позволило даже при высокой равномерности размещения семян по глубине сеялкой СЗМ-4 «Ника», получить высокие показатели полевой всхожести семян озимой пшеницы (54? 59%). Но по стабильности по этому показателю (размах 5%) сеялка СЗМ-4 находится на уровне агрегата Compact-Solitair 9 / 300H.

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

Все сеялки обеспечили по этому показателю высокое качество и удовлетворили установлены агротехнические требования (не более 60%). В сеялки Compact-Solitair 9 / 300H этот показатель был на уровне 50? 58%, по СОМ-4 «Ника», несмотря даже на невысокую полевую всхожесть в засушливых условиях 20011 года, полученные несколько лучшие результаты 46? 53%, а самые высокие в Rаpиd 400C - 34-53%. Но в шведском варианте это можно объяснить еще и меньшей конструктивной шириной междурядий 12,5 см против 15,0 см в других двух сеялок, что при одной и той же норме через меньшего количества лестницы на одном погонном метре строки автоматически уменьшает неравномерность.

По формированию величины фактической урожайности необходимо отметить, что на нее влияют, кроме качества посева, еще три основных фактора: потенциальная урожайность сорта, благоприятность конкретного вегетационного периода (включая влагообеспеченности 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 специальным разработанных для каждой системы обработки технологических карт 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 методики по программе MARS, в институте рассчитываются температурный индекс и индекс влагообеспеченности для каждого конкретного сезона выращивания. С использованием этих индексов рассчитан коэффициент благоприятности года по, который приведен в табл. 2.

Использованием приведенных методических подходов позволило нам выделить влияние технологических операции предпосевной обработки почвы и посева, который реализуется 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 почвы, который исчисляется по среднему значению коэф циент реализации потенциала умноженному на 100%.

Так уровень адаптированности сеялки Rаpиd 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, то есть эта сеялка более адаптирована к севу на фонах с минимальной обработкой без вращения ломти.

В отличие от предыдущей сеялка Compact-Solitair 9 / 300H является несколько более приспособленной к работе на традиционной системе или после глубокого рыхления почвы, так 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 значения адаптированности является достаточно логичным, так как в составе этого посевного агрегата использовано сеялку Solitair, которая создавалась для посева на традиционных системах обработки почвы.

В сеялки СЗМ-4 «Ника» коэффициент технологичности оказался достаточно стабильным во всех вариантах и ​​был крупнейшим 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 почвы (86,0%) сеялка СЗМ-4 «Ника» находится на достаточно высоком уровне между посевными агрегатами Rаpиd 400C и Compact-Solitair 9 / 300H.

Вывод.

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 почвы, можно говорить следующее:
- все исследуемые современные различные технологические подходы с предпосевной обработки почвы и посева, реализуемые универсальной механической сеялкой Rаpиd 400C производства фирмы Vaderstad (Швеция), комбинированные почвообрабатывающие-посевным агрегатом Compact-Solitair 9 / 300H производства фирмы LEMKEN (Германия) и механической сеялкой СЗМ- 4 «Ника» производства фирмы «Велес-Агро» (Украина), в состоянии обеспечить на уровне исходных требований качественное выполнение технологичног

Похожие

Комментарии