Практиками в растениеводстве давно доказано, что массовое применение широкозахватных комплексов и тяжелых тракторов на полях увеличивает интенсивность и частоту воздействия на землю. Сейчас, когда следы от тракторов, комбайнов, самоходных машин и автомобилей перекрывают практически 100% посевной площади, проблема уплотнения стала особенно серьезной.

В последнее десятилетие в специальной литературе появился термин «машинная деградация почв». Он обозначает комплекс вредных последствий, вызываемых колесами, гусеницами и рабочими органами почвообрабатывающих машин. Один из наиболее грозных факторов деградации почв – переуплотнение.

Для того чтобы растения развивались нормально, требуется определенное соотношение между основными частями почвы: твердыми частицами, водой и воздухом. Оптимальной будет такая почва, в которой твердые частицы составляют 50%, вода – 30% и воздух – 20% - это «водно-воздушный баланс». Если почва переуплотнена, урожайность резко снижается.

В последние годы наше сельхозпроизводство показывает уверенный рост. Идёт активное техническое переоснащение, растут урожаи и валовые сборы сельскохозяйственных культур. НО техника, в основном, иностранная, очень дорогая и очень тяжёлая. Значительная часть выручки идёт на её покупку и обслуживание! Технологические процессы выращивания культур весьма затратны, всё больше применяется пестицидов. Себестоимость продукции растёт быстрее выручки от её реализации, рентабельность производства снижается. Перед сельхозтоваропроизводителями всё острее встаёт вопрос кардинального снижения затрат.

Возрастает зависимость растениеводства от капризов погоды. Задождило – неурожай, засушило – неурожай. Отсюда и резкие колебания цен на сельхозпродукцию.

В связи с интенсификацией сельхозпроизводства заметно усиливаются процессы эрозии почвы.

А причина многих бед – запредельно высокий вес сельскохозяйственной техники и напрямую связанное с ним переуплотнение почвы. По этой же причине недобирается и значительное количество урожая даже в благоприятные годы (по некоторым данным – до 60%!).

По данным различных источников, до 80 % энергии в растениеводстве тратится на уплотнение почвы, а затем – на разуплотнение того, что уплотнили! Не раз посчитано, что каждый рубль, потраченный на ГСМ «тащит» за собой от 2,5 до 3,5 рублей других затрат!

В последние годы производители сельхозтехники, исходя из стремления повысить производительность, увеличивают ширину захвата посевной и почвообрабатывающей техники. Но при этом растет вредное уплотняющее действие трактора, колес и рабочих органов орудий на почву. Установка арочных шин либо спаренных колёс на тракторах радикально проблему уплотнения почвы не решает, так как нагрузка на ось является определяющим фактором, а она не уменьшается. Кроме этого, в последние годы наблюдается тенденция к утяжелению техники для сбора урожая.

При этом получается некий замкнутый круг: чтобы трактор мог тянуть широкозахватную сеялку, он должен быть мощным и иметь хорошее сцепление с почвой, но мощный «тягач» должен больше весить, а значит сильнее разрушает и уплотняет почву. Гиганты расплющивают пахотный слой почвы, который обычно наполовину состоит из воздушных полостей. И тогда глубоко в почве, недоступный ни для какого плуга, образуется уплотненный слой, который мешает росту корней, вентиляции и проникновению влаги.

Уплотнение почвы влечёт за собой, в том числе, следующие негативные последствия:

- уменьшается водопроницаемость верхнего слоя почвы, что приводит к его переувлажнению и усиливает поверхностный сток, водную эрозию;

- ухудшается газообмен почвы, что приводит к угнетению корней, уменьшается доступность элементов питания, ускоряется денитрификация и потеря азота почвы;

- сокращается количество полезных микроорганизмов в почве;

- создаются условия для интенсивного развития корневых гнилей зерновых хлебов, их полегания;

- значительно возрастают затраты на последующие обработки почвы.

Больше всего от уплотнения страдают бобовые культуры. Самые ощутимые потери из-за уплотнения почвы происходят в увлажненных регионах и в условиях влажной весны.

Новым этапом решения данной проблемы стала система Controlled Traffic Farming (CTF), которая сокращает уплотнение почвы до минимума благодаря постоянным технологическим колеям. На практике это означает, что одни и те же колесные колеи используются для обработки почвы, посадки растений, опрыскивания и уборки. При этом колеса всех тракторов и машин установлены на одну и ту же ширину колеи.

В большинстве хозяйств, которые не используют движение техники по постоянным колеям, ширины колей машин разные и двигаются они по полю в разных направлениях, что приводит к покрытию следами колес более 80% площади поля.

Переход к технологии no-till сокращает площадь следов машин на поле до 46%. Использование постоянной технологической колеи и настройка ширины колеи у всех машин на один размер позволяет сократить площадь следов на поле до 14%. Это позволяет увеличить урожайность до 10 процентов.

Недостатками данной технологии является то, что далеко не все поля имеют правильную форму, рабочие органы применяемых сельхозмашин так же оказывают существенное уплотняющее воздействие на почву.

У учёных есть мнение, что решить проблему уплотнения почвы можно, если снизить среднее удельное давление колес на почву до 0,15 кг/см2.

Теоретическое обоснование необходимости и возможности решения данной проблемы неоднократно обсуждалось в научных кругах, но практического решения вопроса в промышленном масштабе до недавнего времени не было, что усиливает новизну работ в данном направлении с высокой прогнозируемой практической значимостью для современного производства.

Решительным шагом в этом направлении стало применение для выполнения некоторых операций машин типа «пневмоход», передвигающихся на шинах с давлением на грунт менее 60 кПа. Такие машины, как УТЭС Барс 271, Туман показывают отличные результаты. Например, при возделывании ячменя ярового с помощью данной техники была получена прибавка общей биомассы 40% (+ 18% по зерну). Посевы не поражались корневыми гнилями, не полегали, натура зерна была выше в сравнении с традиционной технологией.

При посеве бобовых (люпин белый) полевая всхожесть семян приближалась к лабораторной, наблюдалось повышенное образование клубеньков на корнях в слое почвы до 30 см, чего не было на поле с традиционным посевом. Также было отмечено, что растения, посеянные по технологии «без уплотнения», в гораздо меньшей степени страдали от засухи и переувлажнения.

Низкое значение давления на грунт, оказываемое пневмоходами, позволило создать сеялку, способную работать до наступления физической спелости почвы (по принципу «сей в грязь…») с производительностью выше, чем у трактора.

Однако конструктивные особенности пневмоходов являются серьёзным препятствием при попытке создать на их основе систему машин по возделыванию полевых культур, удовлетворяющую современным требованиям по универсальности, производительности, качеству производства работ, экономии средств защиты растений, позволяющую весной подготовить почву, посеять и произвести уход за растениями без использования тяжелых тракторов и орудий.

К таки недостаткам относятся:

- трансмиссия, имеющая не плавное, а ступенчатое изменение передаточного числа;

- недостаточная маневренность;

- ограниченные возможности комбинирования агрегатов;

- конструкция рамы не позволяет эффективно размещать рабочие органы орудий (например, сеялки) непосредственно под машиной и использовать для их заглубления в почву вес бункера с семенами и удобрениями. Размещение их в ином месте приводит к усложнению конструкции, уменьшению маневренности, увеличению количества деталей и как следствие – увеличению массы агрегата и его себестоимости.

В связи с этим встал вопрос о возможности и необходимости создания современного высокотехнологичного транспортно-энергетического средства и системы сельхозмашин облегчённой конструкции для применения в технологиях возделывания полевых культур.

В течение трёх лет на предприятии «Белагроспецмаш» я принимал активное участие в конструировании, испытании и внедрении сеялки (по принципу «сей в грязь»), инициировал разработку и внедрение других орудий, агрегатируемых с пневмоходом. Собранные в разных зонах (от Адыгеи до Рязани) данные позволили мне сделать однозначный вывод о возможности и необходимости создания системы машин для «Новой системы земледелия» с минимальным негативным влиянием на почву. Учёные – почвоведы и земледельцы, с которыми довелось общаться на эту тему, подтвердили правильность выбранного направления.

Мною предложена принципиальная схема Машины Многофункциональной Сельскохозяйственной (заявка на патент № 2020135058 от 27.10.2020 г.). Предлагаемое техническое решение будет являться универсальной платформой для размещения на ней адаптированных или оригинальных сельхозорудий облегченной конструкции в различных комбинациях, позволяющей выполнить за один проход по полю несколько операций, тем самым экономя горючее, трудовые ресурсы и время. При этом материалоёмкость уменьшится в разы по сравнению с тракторами, а уплотнение почвы снизится кардинально. Низкое значение давления на грунт позволит начинать и производить сельхозработы гораздо раньше и при бо́льших показателях влажности почвы без ощутимого ущерба для неё. Это особенно актуально в регионах с избыточным увлажнением и в годы с влажной весной.

Применение данной системы машин позволит отказаться от использования в период весенне-полевых работ от тяжелых тракторов и сельхозмашин, существенно уменьшить машинную деградацию почвы, что создаст условия устойчивости агроценозов к неблагоприятным погодным условиям (засухе, переувлажнению), кардинально снизятся затраты на возможное последующее рыхление почвы.

Твёрдо убеждён, что создание предлагаемой системы машин назрело. Этот проект совсем несложно осуществить технически и сравнительно недорого, а эффект обещает быть весомым. Его смело можно назвать «прорывным» в современном земледелии, он соответствует категориям «инновация» и «импортозамещение», а при соответствующей организации маркетинга он должен стать и весьма прибыльным.

Новая система земледелия

Похожие статьи

Модель "Связанного роста" для России

Открыть рынок труда для 16-летних

Объявить войну матершине