Mechanizace zpracování půdy a setí zemědělských plodin – RUE SPC NAS Běloruska pro zemědělskou mechanizaci

Autoři: Vedoucí Laboratoř kultivace půdy a setí, Ph.D. tech. vědy N.D. Lepeshkin; Senior Researcher, PhD tech. vědy A.A. Tochitsky; výzkumný pracovník N.N. Dyagel

Zemědělci již od pradávna zdokonalovali mechanizaci zpracování půdy a setí. Evoluční cesta historicky směřovala od nejjednoduššího „rukhadla“ k modernímu složitému pluhu, od koše se semeny k vysoce produktivnímu automatizovanému secímu stroji, od jednotlivých jednooperačních nástrojů až po složité kombinované stroje, které na poli strojně-traktorové jednotky provedou řadu technologických operací v jednom přejezdu.

V systému agrotechnických opatření pro produkci rostlinných produktů dnes zůstávají nejdůležitější otázky mechanizace.

Mezi hlavní úkoly kultivace půdy a setí patří:

• zlepšit fyzikální vlastnosti půdy, a tím vytvořit příznivé podmínky pro výskyt biologických, fyzikálně-chemických a fyzikálních procesů, které zajišťují zvýšení její úrodnosti;
• zničit maximální počet plevelů, škůdců a rostlinných patogenů;
• rostlinné zbytky, minerální a organická hnojiva zapravovat do určité hloubky a tím vytvořit rovnoměrnou ornou vrstvu příznivou pro vývoj kořenového systému rostlin;
• připravit jemně strukturovanou vyrovnanou vrstvu semen a zhutněné lůžko pro semena, které poskytují příznivé podmínky pro umístění a klíčení semen;
• Semena zasejte na zhutněném lůžku a rovnoměrně je rozmístěte po hloubce a ploše pole.

Osud sklizně pěstovaných plodin do značné míry závisí na kvalitě provádění uvedených úkolů. Četné studie a dlouholeté zkušenosti s pěstováním např. obilnin ukazují, že ztráty stonků na jednotku plochy pole mohou dosáhnout až 60 %. Důvody těchto ztrát souvisejí především s kvalitou přípravy půdy a setí, které určují úroveň polní klíčivosti, uniformitu sazenic a rovnoměrnost rostlin. Čím rovnoměrnější jsou výhony a čím rovnoměrnější je síla rostlin na začátku vegetačního období, tím méně jich při dalším vývoji z plodiny vypadne.

Tréninkový systém Příprava půdy pro setí spočívá v primární a předseťové kultivaci půdy. Základní zpracování zahrnuje následující techniky: podmítku nebo sekání trávníku a orbu pluhem (s obracením půdy) nebo orbu bez pluhu. V případě potřeby se provádí i poloúhorní zpracování a kypření podloží. Předprocesní zpracování kultivace půdy je zaměřena na přípravu seťového lůžka a provádí se v malé hloubce (do 8 nebo 15 cm).

Tyto dvě složky zpracování půdy jsou neoddělitelné a pouze společně určují kvalitu přípravy půdy k setí.

Mechanické obdělávání půdy musí být kromě kvality také racionální, šetří půdu, vlhkost a zdroje.

V posledních letech se v řadě vyspělých zemí stále více uplatňuje v zemědělské praxi nová progresivní technologie pěstování zemědělských plodin – minimální zpracování půdy. Jeho využití bylo možné díky použití speciálních kombinovaných strojů, které provádějí více operací v jednom přejezdu po poli, a také rozšířením výroby herbicidů pro hubení plevele.

Pro podmínky Běloruské republiky, kde se až 70 % orné půdy nachází na lehkých hlinitopísčitých, písčitých a rašelinových půdách, má minimální obdělávání mimořádný význam pro snížení erozní činnosti půdy a udržení její úrodnosti, akumulaci a zachování půdní vlhkosti, snížení pracnosti, času a nákladů na palivo při pěstování.

Republikánský jednotný podnik „Vědecké a praktické centrum Národní akademie věd Běloruska pro zemědělskou mechanizaci“ dokončuje práce na vytvoření perspektivního komplexu strojů pro zpracování půdy a setí. Současně probíhají práce v následujících směrech:

• zlepšení kvality zpracování půdy a setí vytvářením nových pracovních částí strojů;
• spojování technologických operací vytvářením vysoce produktivních kombinovaných strojů;
• využití netradičních systémů minimálního zpracování půdy a setí prostřednictvím vytvoření speciálních strojů.

Pro primární zpracování půdy byly vytvořeny a uvedeny do výroby nové pluhy pro hnanou i hladkou orbu pro traktory všech tříd. Pluhy jsou vybaveny tělesy s pološroubovými odhrnovači a rohovými škrabáky nebo skimmery, které zajišťují ucelenější obrat sloje a zapravení rostlinných zbytků (obr. 1).

Rýže. 1. Pluh PPZ-5-40R

Zvláštní pozornost je věnována vytvoření otočných a rotačních pluhů pro plynulou orbu. V podmínkách republiky, kde převažují malovrstevná pole, je použití oboustranných pluhů místo hnaných i přes jejich vysokou cenu ekonomicky opodstatněné. Mají řadu výhod:

• netvoří vyvýšeniny a dělené rýhy, jejichž odstranění vyžaduje další operace;
• zkrátit dobu a zlepšit kvalitu předseťového ošetření půdy;
• mají o 10-15% vyšší produktivitu díky zkrácené době otáčení;
• mají dvojnásobný počet pouzder, což zdvojnásobuje střední dobu mezi poruchami pro výměnu prvků pro řezání půdy.

Pro traktory tříd 4, 5, 6 a 7 byly vytvořeny oboustranné pluhy se 8, 2, 3, 4 a 5 korbami (obr. 2).

Rýže. 2. Pluh PPO-5-40

Vzniká komplex rotačních pluhů pro plynulou orbu. Závod RUE Minsk Gear Plant zvládl výrobu nesených rotačních pluhů PNG-3–43 a PNG-(4+1)-43. Tyto pluhy jsou vybaveny tělesy se symetrickými radličkovými plochami, které zajišťují natočení vrstvy doprava i doleva od směru pohybu agregátu. Pluhy mají jednoduchou konstrukci a jsou levné na výrobu, což umožňuje provádět orbu, stejně jako oboustranné pluhy, kyvadlovým způsobem bez vytváření hřebenů a rýh. Pluhový odhrnovací povrch orebního tělesa zároveň zajišťuje 1,5–2,0násobné zvýšení životnosti radlic a odhrnovacích lišt. Tím je dosaženo dobrého drobení vrstvy, rovného orebního povrchu a úplného zapravení rostlinných zbytků do hloubky 12–14 cm Tyto pluhy se používají na lehkých a středních nezatravněných půdách (obr. 3).

Rýže. 3. Pluh PNG-(4+1)-43

Kypření podloží. V důsledku vícenásobných přejezdů zařízení po poli jsou orná i orná půda zhutněny pojezdovými systémy traktorů. Současně, jak ukazují studie, zhutňování podpovrchových vrstev půdy má akumulační charakter, což vede k hromadění zbytkových deformací. Podle výzkumu Běloruského ústavu pedologie a agrochemie má podloží 25–40 cm většiny půd v republice hustotu 1,43–1,58 g/cm3, tedy blízkou kritické hustotě 1,6–1,7 g/cm3, kterou kořenové vlásky rostlin neproniknou. Tento stav podorných půdních vrstev v suchých letech snižuje akumulaci produkční vláhy v metrové vrstvě o 9–20 % a v suchých obdobích vede k vadnutí rostlin a poklesu jejich výnosu.

Za účelem kombinace orby s metodami kypření podloží a urovnávání orby vyvinulo Vědecké a praktické centrum Národní akademie věd Běloruska pro zemědělskou mechanizaci RUE a uvedlo do výroby v Experimentálním závodě RUE Vědecko-praktického centra Národní akademie věd Běloruska pro zemědělskou mechanizaci kombinovanou jednotku AKR-3 (obr. třída 3). Skládá se z kypřících pracovních těles umístěných ve dvou vrstvách a spirálově-trubkových válců. V jednom přejezdu po poli zajistí kvalitní objemové kypření půdy do hloubky až 4 cm, urovnání a zhutnění vrchní vrstvy. Jeho použití je zvláště efektivní v pěstitelských technologiích pro řádkové plodiny (řepa, brambory, kukuřice). Hluboké prokypření půdy na podzim po orbě u řepy a kukuřice a na jaře u brambor zvyšuje výnos pěstovaných plodin o 35–7 %.

Rýže. 4. Jednotka AKR-3

Předseťová úprava půdy. Období od vyklíčení semene do vytvoření vlastních živných orgánů (kořenů a listů) je v životě pěstované rostliny nejkritičtější, během kterého je bezmocná v boji o existenci. To určuje extrémně vysoké požadavky na tvorbu seťového lůžka.

Četné agronomické studie prokázaly, že pro normální klíčení semen musí být umístěna na zhutněném lůžku a pokryta volnou vrstvou. Zhutněná vrstva (lože) by měla mít hustotu 1,1–1,3 g/cm3. Kořeny rostlin pronikají do této vrstvy, jsou v ní dobře vyvinuty kapiláry a rostliny jsou zásobeny vláhou bez ohledu na povětrnostní podmínky, které se po výsevu vyvinou. Horní volná vrstva chrání husté lože před odpařováním vlhkosti a dochází přes ni k výměně vzduchu a dodává se teplo.

V posledních letech byl vyvinut a rozšířen druhý způsob přípravy seťového lůžka. Jeho podstata spočívá ve vytvoření zhutněné brázdy, umístění semen do ní a jejich válcování pomocí válečků, jejichž šířka okraje je o něco větší než šířka brázdy. Tato metoda zajišťuje řádné zhutnění půdy a ponechává volné prostory mezi řádky. Semena jsou kompaktně uložena v utužené vrstvě půdy, mají s ní dobrý kontakt a při použití krycích materiálů jsou zasypána volnou zeminou.

Pro předseťovou kultivaci půdy s tvorbou souvislého hutněného záhonu byly vyvinuty, ve výrobě zvládnuty a našly široké uplatnění u nás i v zahraničí kombinované širokozáběrové jednotky s pasivními pracovními tělesy AKSh-3,6, AKSh-6, AKSh-7,2 a jejich modifikace, přizpůsobené různým přírodním a výrobním podmínkám a zemědělskému zázemí. Použití těchto jednotek umožňuje vytvořit seťové lůžko v jednom přejezdu podle všech pravidel zemědělské techniky a tím zvýšit výnos obilnin o 1,5–4,4 centů na hektar při úspoře 4–7 kg paliva na hektar (obr. 5).

Rýže. 5. Jednotka AKSh-6

Spolu se stroji s pasivními pracovními tělesy pro zkvalitnění zpracování hlinitých půd, zejména těžkých, centrum vyvinulo kombinované půdo-kultivační jednotky s aktivními (poháněnými vývodovým hřídelem traktoru) pracovními tělesy AKP-3; AKP-4; AKP-6. Jsou zvláště účinné při použití jako součást kombinovaných půdo-kultivačních a secích jednotek, které jsou vybaveny dvěma výměnnými hutnicími válci pro přípravu souvislého nebo uspořádaného seťového lůžka (obr. 6).

Rýže. 6. Jednotka automatické převodovky 6

Pro setí obilí, luskovin, lnu, trav a dalších plodin středisko vyvinulo a uvedlo do výroby v Brest Electromechanical Plant OJSC nové pneumatické návěsové secí stroje – obilní trávu S-6 a obilné hnojivo S-6T, které nahradily nesený pneumatický secí stroj SPU-6.

Secí stroj S-6T pro traktory třídy 1,4 má dvě kapacity zásobníku: pro osivo (900 l) a hnojiva (260 l), díky čemuž současně se semeny vysévá startovací dávku hnojiv do řádků. Secí stroje využívají originální patentovaný systém mechanického skupinového dávkování osiva a jeho pneumatické dopravy k botkám s předdělením v horizontálně umístěných dělicích hlavicích. Secí stroje jsou složené do přepravní polohy a jsou vybaveny značkovači a automatickým systémem sledování procesu setí a tvorby technologické stopy (obr. 7).

Rýže. 7. Secí stroj S-6T

Ještě většího efektu úspory vláhy a zdrojů je dosaženo kombinací předseťové kultivace půdy a setí, kdy mezera mezi zpracováním půdy a setím prakticky neexistuje a semena jsou umístěna ve vlhké půdě. Za tímto účelem byly vytvořeny kombinované kultivační a secí jednotky s pasivními pracovními orgány APP-3; APP-4,5; APP-6 pro traktory tříd 1,4; 2,0 a 3,0. Použití takových jednotek zajišťuje zvýšení produktivity práce až o 60 % a snížení spotřeby paliva až o 2 kg/ha oproti samostatnému použití jednotek AKSh a secích strojů SPU. Výroba jednotek je zvládnuta v Brest Electromechanical Plant OJSC (obr. 8).

Rýže. 8. Jednotka APP-4,5

Spolu s jednotkami APP s pasivními pracovními tělesy je dokončován vývoj vysoce produktivních kombinovaných půdo-kultivačních a secích jednotek s výměnnými aktivními a pasivními pracovními tělesy o pracovním záběru 3, 4 a 6 m (obr. 9).

Rýže. 9. Jednotka APPA-6

Agregát APPA-6 pro traktory třídy 5 je vyroben v návěsovém provedení a skládá se ze secího stroje na obilí a hnojiv a stroje na obdělávání půdy (adaptér). Bunkr má dvě kapacity: pro semena (2770 l) a hnojiva (770 l). Pro setí je použit originální systém mechanického skupinového dávkování materiálu a jeho pneumatické dopravy na botky s předdělením v horizontálních dělicích hlavicích.

K utěsnění semen se používá systém radliček + válec, semena a hnojiva se umístí do zhutněných brázd a poté se srolují do řádků. Jednotka je vybavena třemi vyměnitelnými adaptéry na kultivaci půdy. Adaptér pro práci na hlinitých půdách se skládá z rotačního kypřiče a hutnicího válce na lehkých půdách se používá adaptér s pasivními pracovními tělesy typu AKSh. Nožová brána s ozubeným válcem se používá jako adaptér pro mulčování podmítek pro setí.

Jednotka je vybavena automatickým systémem řízení osevního postupu a tvorby technologické brázdy.

Pro mechanickou likvidaci plevele byly pro traktory tříd 6 vytvořeny nesené brány a odplevelovací jednotky ABP-9, ABP-12 a ABP-0,6; 1,4 a 2,0. Jsou vybaveny pěti řadami pružinových zubů s mechanismem pro nastavení úhlu jejich sklonu vůči půdě, což umožňuje měnit režim interakce s půdou v širokém rozsahu. Díky tomu lze jednotku použít pro preemergentní a postemergentní zavlažování plodin, jarní zavlažování ozimých zrn, zadržování vlhkosti v půdách se světlou strukturou, kypření půdní kůry, urovnávání půdy a hrabání vytrvalých plevelů. Jednotky mají vysokou produktivitu se spotřebou paliva až 2,5 kg na hektar a účinností ničení jednoletých vláknitých plevelů až 97 %. Výroba nových strojů byla zvládnuta v OJSC Lyakhovichsky Rayagroservis, OJSC Drogichinsky Tractor Repair Plant a dalších podnicích.

Minimální zpracování půdy. Výzkum RUE „Vědeckého a praktického centra Národní akademie věd Běloruska pro zemědělství“ prokázal, že na obdělávaných drnovo-podzolových půdách jsou nejúčinnější systémy kultivace půdy ty, které umožňují střídání (50 až 50 %) při střídání plodin hluboké orbě nebo kypření bez pluhu pro ladem a řádkové plodiny s mělkou primární kultivací pro obilniny. Snížení počtu kultivací forem v osevním postupu při důsledném dodržení načasování a kvality jejich provádění přitom nevede ke snížení výnosu zemědělských plodin, ke zhoršení fyzikálních vlastností půdy, ani ke zvýšení zaplevelení plodin.

Pro zavedení systému bezorebného minimálního zpracování půdy a setí bylo vytvořeno a uvedeno do výroby potřebné vybavení.

Na „Experimentálním závodě“ RPDUP „Vědeckého a praktického centra Národní akademie věd Běloruska pro zemědělskou mechanizaci“ je ve výrobě zvládnuta speciální kombinovaná jednotka pro minimální zpracování půdy AKM-4 pro traktory třídy 2–3 (obr. 10). Jednotka je vybavena dvěma řadami kotoučových baterií se střídavými pevnými a vrubovými kotouči, dvěma řadami uvolňovacích šípovitých tlapek a jednou řadou spirálově-trubkových válečků. Díky takové sestavě pracovních orgánů lze AKM-4 použít v systému minimálního zpracování půdy pro setí ozimých zrnin, posklizňových brukvovitých a posklizňových plodin, dále pro loupání strniště, poloúhorní podzimní zpracování strniště, podzimní zpracování polí po sklizni kukuřice, řepy a brambor, předjarní zpracování strniště a zapravení strniště.

Rýže. 10. Jednotka AKM-4

Na obdělávaných polích s malým množstvím slámy a dalších rostlinných zbytků v systému bezorebného minimálního zpracování půdy je možné použít i dlátový diskový podmítač KPM-4 výrobce JSC Dzerzhinsky Plant Agromash a KChD-6 (obr. 11), který je vyvíjen v Opravárenském a mechanickém závodě KUPP Luninetsky.

Rýže. 11. Kultivátor KChD-6

Variantou systému minimálního zpracování půdy a setí je přímý výsev, pro který společnost Brest Electromechanical Plant OJSC vyvinula a uvedla do výroby secí stroj na zrno-hnojivo-trávu SPP-3,6 pro traktory třídy 2 (obr. 12). Skládá se z ozubených kotoučů, dvoukotoučových radliček a přítlačných válců. Bunkr má tři nádoby: na semena obilí, trávy a hnojiva. Díky této sestavě pracovních orgánů je zajištěn výsev při jednom přejezdu po poli.

Secí stroj se používá k setí posklizňových výsevů, meziplodin, ozimých zrnin a k podsevu trav do trávníku.

Rýže. 12. Secí stroj SPP-3,6

Použití bezorebných minimálních technologií a nových zařízení na lehkých půdách výrazně sníží erozní procesy, zlepší hospodaření s vodou, zvýší úrodnost půdy a výnosy plodin při současném snížení provozních nákladů až o 60 %.

Další rozvoj mechanizace vede ke vzniku multifunkčních kombinovaných celků – kombajnů, které spojují všechny technologické operace zpracování půdy, aplikace hnojiv, setí či výsadbu zemědělských plodin.