Способ обработки почвы и посева

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает формирование неоднородного строения пахотного слоя путем создания чередующихся участков с равновесной плотностью почвы и уплотненных участков. Формирование уплотненных участков на почвах с равновесной объемной массой, равной или меньше 1,1 г/см³, осуществляют ходовой системой трактора посевного агрегата с обеспечением уплотнения почвы по следам ходовой системы, превышающего равновесную объемную массу не более чем на 0,2-0,3 г/см³. При этом ширина захвата сеялки посевного агрегата равна удвоенной ширине поперечной базы ходовой системы трактора. Способ позволяет предотвратить антропогенную деградацию почвы в результате ее переуплотнения и снизить зависимость продуктивности растений от погодных условий при выращивании. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам обработки почвы одновременно с посевом зерновых культур сплошного сева, преимущественно яровых.

Существующая классическая технология обработки почвы, основанная на использовании отвальной вспашки, родилась одновременно с изобретением самого плуга (орудия). По этой технологии почва сначала обрабатывается на максимальную (принятую или возможную) глубину. Затем циклом дополнительных обработок верхний слой доводится до требуемого для посева качества крошения, плотности и выравненности. После этого проводится посев (с точки зрения почвы - это ее обработка на глубину посева). То есть по мере приближения к посеву с каждой последующей операцией почва обрабатывается на все меньшую глубину. При этом одновременно уничтожаются результаты прежнего труда - уплотняются ходовыми системами агрегатов ранее обработанные нижерасположенные слои почвы. Другой последовательности операций при применении отвальной вспашки просто не может существовать.

Позднее начинают активно применяться орудия безотвальной обработки почвы - плоскорезы и чизеля. Орудия новые, но их встраивают в существующую старую технологию - от плуга (механически заменяя в технологической операции плуг на новое орудие).

В результате во всем мире для культур сплошного сева получила господствующее распространение концепция построения технологий обработки почвы, основанная на послойно-плоскостном подходе к решению задачи, в соответствии с которым почва при всех технологиях и операциях обрабатывается относительно равномерным по площади слоем определенной толщины (глубины). И по мере приближения к посеву глубина обработки все более уменьшается.

Соответственно уже в изначальной концепции заложена неизбежность переуплотнения почвы ходовыми системами агрегатов. При этом увеличение плотности больше оптимальной на 0,1 г/см³ уменьшает урожайность на 8-10%.

Поэтому земледельческая наука находится в постоянном поиске путей преодоления влияния уплотнения почвы на продуктивность возделываемых культур. А одним из направлений уменьшения уплотнения почвы за счет уменьшения количества проходов агрегатов по полю является совмещение в одном агрегате операций предпосевной обработки почвы и посева.

Соответственно и вектор совершенствования ходовых систем тракторов всегда был направлен на уменьшение уплотнения почвы.

Повышенное уплотнение почвы по следам ходовых систем тракторов иногда, конечно, используется. Например, при обработке склоновых земель для создания водоупорных полос, препятствующих стоку воды (патент №2349066 RU, авторское свидетельство №1391514 SU). Но при этом подобная обработка применяется как предварительная и производится задолго до посева. И поэтому к параметрам обработанного слоя не предъявляется никаких технических требований.

При всех традиционных технологиях продуктивность посевов на 30-70% зависит от текущих метеорологических условий вегетационного периода. Снизить эту зависимость можно путем применения объемно-гетерогенной обработки почвы, когда в пахотном слое почвы ниже уровня заделки семян при посеве создается неоднородная плотность почвы (патент №2453091 RU - наиболее близкий аналог). В пахотном слое формируются участки с плотностью, благоприятной для растений, соответственно при избытке и недостатке осадков (рыхлые и уплотненные с разницей в плотности между участками, равной 0,2-0,3 г/см³). Причем при равенстве равновесной плотности почвы региона применения технологии необходимой плотности одного из участков допускается применение сочетания «обработанный участок - необработанный».

Естественно, что с точки зрения экономии энергии наибольший интерес вызывает реализация сочетания «обработанный участок - необработанный». Для большинства типов почвы, имеющей равновесную плотность в пределах 1,25-1,40 г/см³ (то есть плотность, благоприятную для уплотненных участков), реализация этого сочетания не вызывает затруднений. Но, например, для южных черноземов, равновесная плотность которых равна 1,0-1,1 г/см³ (то есть равновесная плотность уже равна необходимой плотности рыхлых участков), использовать патент №2453091 затруднительно. Объясняется это тем, что традиционное прикатывание почвы при реализации предлагаемого способа использовать нельзя (даже если катки включить в состав посевного агрегата), так как на прикатанные полосы будут накладываться уплотненные полосы от колес трактора посевного агрегата. В результате общая прикатанная площадь будет значительно завышена. Тем более нельзя производить формирование уплотненных полос в качестве отдельной операции, т.к. добавится дополнительное уплотнение почвы уже от двух проходов трактора. В местах двойного прикатывания почва будет переуплотнена, а в итоге данная обработка не даст положительного эффекта.

Целью предлагаемого изобретения является предотвращение антропогенной деградации почвы в результате ее систематического переуплотнения и снижение зависимости продуктивности растений от погодных условий при их выращивании на почвах с равновесной объемной массой, равной или менее 1,1 г/см³.

Технический результат достигается тем, что в известном способе обработки почвы, включающем формирование неоднородного строения пахотного слоя путем создания чередующихся участков с сочетанием «обработанный участок - необработанный», для почв с равновесной объемной массой, равной или ниже 1,1 г/см³, это сочетание преобразуется в сочетание «необработанный участок - уплотненный участок», то есть в сочетание участков « с равновесной плотностью почвы - уплотненных». При этом формирование уплотненных участков осуществляют ходовой системой трактора посевного агрегата с обеспечением уплотнения почвы по следам ходовой системы, превышающего равновесную объемную массу не более чем на 0,2-0,3 г/см³, при этом ширина захвата сеялки посевного агрегата равна удвоенной ширине поперечной базы ходовой системы трактора. Это обеспечит благоприятные условия для развития растений на всем поле и минимальные энергозатраты на реализацию предлагаемого сложения.

Реализовать уплотнение почвы по колее не более чем на 0,2-0,3 г/см³ можно, если среднее контактное давление трактора на опорную плоскость (определяемое по формулам ГОСТа 26953-86) будет в пределах 130-150 кПа (таблица 1). При этом непосредственно ходовую систему трактора лучше выбирать по меньшему значению контактного давления, а недостающую нагрузку дополнять балластированием шин водой.

В результате применения предлагаемого строения пахотного слоя фиксируется повышение урожайности зерновых (таблица). При этом превышение уплотнения почвы по следам трактора выше рекомендуемого предела (при аналогичном строении пахотного слоя) приводит к снижению урожайности.

Что касается ширины захвата сеялки, то при ее выборе учтено, что габаритная ширина между колесами разных типов тракторов, которые целесообразно применять в составе описываемых комбинированных агрегатов, с достаточной для практической реализации точностью может считаться одинаковой (табл. 2). И даже, например, у сверхмощного VERSATILE 485, целесообразность применения которого на подобных операциях вызывает сомнения, эта ширина отличается всего на 11%.

Поэтому при привязке ширины сеялки к ширине колеи трактора будет соблюдаться равномерное чередование полос с различной плотностью на всей площади поля. Если ширина захвата сеялки будет меньше указанной величины в две ширины колеи, что наблюдается почти повсеместно, то большая часть поля будет переуплотнена. А в итоге не реализуется поставленная задача. Применение сеялки с шириной захвата больше рекомендованной потребует использования более мощного (а значит, и тяжелого) трактора, для которого реализация требуемого контактного давления может вызвать большие трудности, чем у более легкого трактора. Технически проще изменить ширину захвата сеялки, чем менять ходовую систему у трактора.

На фиг. 1 изображен вариант сочетания трактора, укомплектованного одинарным комплектом шин, и ширины захвата сеялки. На фиг. 2 вариант сочетания сеялки и трактора, укомплектованного сдвоенным комплектом шин. На фигурах обозначены: 1 - участок поля с равновесной плотностью почвы; 2 - уплотненные колесами трактора участки поля. Плотность любой почвы по мере роста глубины всегда возрастает. Поэтому на глубине, на которой плотность, создаваемая трактором, становится равной естественной плотности почвы, уплотненные участки смыкаются между собой и общим массивом почвы. На фигурах также обозначены: 3 - сошники посевного комплекса; 4 - глубина заделки семян; 5 - колеса трактора. Ширина захвата сеялки (2Т) равна удвоенной ширине поперечной базы (колеи) ходовой системы трактора (Т).

Указанная обработка проводится следующим образом. Осенью почва обрабатывается любым принятым в хозяйстве способом. Единственным ограничением является выравненность поверхности поля (с учетом естественного выполаживания неровностей за осенне-зимний период). Или при применении технологии «прямого посева» почва осенью не обрабатывается совсем.

К весне плотность почвы приобретает свою равновесную величину на всей площади поля, равную или менее 1,1 г/см³. По достижении почвой физической спелости производят одновременно с посевом формирование неоднородного строения пахотного слоя путем создания чередующихся участков 1 с равновесной плотностью почвы и уплотненных участков 2. Формирование уплотненных участков осуществляют ходовой системой трактора посевного агрегата, которая обеспечивает уплотнение почвы по колее не более чем на 0,2-0,3 г/см³ от ее исходной величины, и сеялкой с заданной шириной захвата. Использование в качестве рабочих органов для формирования уплотненных участков ходовой системы трактора (с регламентированными параметрами) позволит исключить дополнительные операции по обработке почвы, такие как прикатывание, обеспечив при этом сохранение влаги в корнеобитаемом слое почвы для развития растений, высеянных одновременно с формированием уплотненных полос.

Предлагаемый способ позволяет исключить антропогенное переуплотнение почвы, снизить технологические затраты от 20 до 50% в зависимости от используемой осенью обработки и снизить зависимость посевов от погодных условий вегетационного периода.

Способ обработки почвы одновременно с посевом, включающий формирование неоднородного строения пахотного слоя путем создания чередующихся участков с равновесной плотностью почвы и уплотненных участков, отличающийся тем, что формирование уплотненных участков на почвах с равновесной объемной массой, равной или меньше 1,1 г/см³, осуществляют ходовой системой трактора посевного агрегата с обеспечением уплотнения почвы по следам ходовой системы, превышающего равновесную объемную массу не более чем на 0,2-0,3 г/см³, при этом ширина захвата сеялки посевного агрегата равна удвоенной ширине поперечной базы ходовой системы трактора.