Инновационные технологии обработки почвы
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Растениеводство – одна из основных отраслей сельскохозяйственного производства, призванная обеспечить население продовольствием, промышленность – сырьем для дальнейшей переработки, а другую основную отрасль сельского хозяйства – животноводство – кормами.
Такое увеличение (применительно к растениеводству) достигается различными путями: созданием новых высокоурожайных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, увеличением, где это возможно, посевных площадей, совершенствованием технологий производства растениеводческой продукции, интенсификацией сельхозпроизводства.
Растениеводство – само по себе весьма трудозатратное и энергоемкое дело. Поэтому роль и значение механизации производственных процессов в этой отрасли чрезвычайно велики. Поэтому всякая новация в технологии производства какой-либо продукции растениеводства, как правило, приводит к созданию отвечающих требованиям этой технологии средств механизации - машин и оборудования, а также порядка, способов их эффективного использования, то есть технологии производства механизированных работ с использованием вновь созданной техники. Другими словами: это – инновационные технологии в механизации растениеводства. Бывает и наоборот: создание новых технических средств (машин) с более широкими возможностями позволяет существенно обновить, усовершенствовать технологию производства работ.
Если говорить коротко, то в механизации современного мирового растениеводства главными новшествами (инновациями) является минимизация обработки почвы, минимизация проходов по полю машино-трактарных агрегатов. Последнее преимущественно достигается за счет использования многомашинных и захватных агрегатов, а также машин и агрегатов выполняющих за один проход несколько сельскохозяйственных операций.
Широкозахватные и многомашинные агрегаты, конечно, были известны давно и используются тоже не первый десяток лет. Просто сейчас появились новые энергетические возможности (тракторы), новые рабочие многофункциональные машины. Это создает предпосылки существенно обновить традиционные технологии, что позволяет их рассматривать как инновации.
Современные технологии механизации основной обработки почвы.
В основную обработку почвы входят два технологических процесса: лущение стерни (жнивья) и вспашка.
ЛУЩЕНИЕ ЖНИВЬЯ И ДИСКОВАНИЕ ПОЧВЫ
Лущение стерни (жнивья) - прием обработки почвы после уборки зерновых культур на глубину 6. 14 см, обеспечивающий крошение, рых ление, частичное оборачивание и перемешивание почвы с целью унич тожения сорняков, уменьшения испарения влаги и сокращения затрат на последующую обработку.
Лущение проводят перед зяблевой вспашкой под яровые культуры.
Дискование почвы - прием обработки почвы, обеспечивающий унич тожение сорняков, сохранение, а при выпадении осадков и накопление влаги.
Дискование почвы проводят для неглубокой обработки тяжелых почв после пропашных предшественников и при обработке почвы под ози мые Культуры;
Агротехнические требования
Допустимая скорость движения агрегатов с лемешными лущиль никами - 6. 8 км/ч, с дисковыми орудиями - 8. 10 км/ч.
Лущение проводят вслед за уборкой сельскохозяйственных куль тур, но не позднее двух-трех дней после нее.
Глубина лущения с дисковыми лущильниками и боронами должна быть в пределах 6. 10 см, лемешными лущильниками - 10. 18 см. Глу бина обработки должна быть равномерной, отклонение средней глуби ны обработки от заданной допускается не более ± 2 см.
Обработанная почва должна быть мелкокомковатой, наличие комков почвы диаметром более 10 см не допускается. Почва должна быть равно мерно разрыхлена и хорошо перемешана с пожнивными остатками.
Поверхность обработанного поля должна быть слитной, развальная борозда в стыке средних батарей дисковых орудий и свальный гре бень от крайних дисков не должны превышать глубину обработки, а после лемешных лущильников свальные гребни и развальные борозды должны быть разделаны и выровнены.
Средняя высота гребней при определении выравненное™ поверх ности почвы не должна превышать 5 см.
Сорные растения подрезают полностью. Огрехи не опускаются.
Контроль и оценка качества работы
Качество лущения стерни определяют по семи показателям (табл. 21). При определении выравненности поверхности почвы пользуются 10-и метровым шнуром и 2-х метровой лентой с делениями (рис.15).
Рис.15. Определение выравненности поверхности почвы: а - шнур в исходном положении (натянут); б - шнур копирует рельеф обработанного поля (по ленте с делениями определяют гребнистость поверхности) .
Независимо от набранных баллов при значительном отклонении от агротехнических требований по одному из приведенных показателей работу оценивают как неудовлетворительную (частичный брак).
Комплектование агрегатов
В зависимости от типа предшественника, состояния почвы и за соренности поля поверхностную обработку проводят различными орудиями (табл. 22). Так, на участках, засоренных преимущественно однолетними сорняками, целесообразно стерню зерновых колосовых культур лущить дисковыми орудиями, с корнеотпрысковыми сорняка ми - лемешными лущильниками.
Стерню кукурузы и подсолнечника на сильно уплотненных по чвах следует обрабатывать двухследными дисковыми боронами.
22. Тип орудия в зависимости от предшественника
На некрутых склонах полей используют колесные и гусеничные трак торы, на склонах крутизной свыше 6° - гусеничные тракторы, устойчивые против сползания.
Режим работы агрегатов выбирают в зависимости от глубины обработки и удельного сопротивления почвы.
Для обработки участков больших размеров применяют широ козахватные лущильные и дисковые агрегаты, на небольших - меньше го захвата (табл. 23). Для лущения стерни и предпосевной обработки почвы на глубину 4. 10 см после уборки зерновых и других культур используют лущильники дисковые прицепные гидрофицированные ЛДГ-15А, ЛДГ-10А, ЛДГ-5А, полунавесные плуги-лущильники лемеш ные ППЛ-10-25 и навесные плуги-лущильники ППЛ-5-25.
Для дискования почвы и послепахотного рыхления почвы, предпо севной обработки зяби и лущения стерни применяют бороны диско вые БД-10Б, навесные бороны дисковые БДН-3,0 , бороны дисковые тяжелые БДТ-7,0А и БДТ-3,0.
23. Состав агрегатов для лущения стерни и дискования почвы
Подготовка поля
Перед началом работы поле очищают от растительных остат ков и препятствий. Имеющиеся промоины (углубления) на поверхнос ти поля выравнивают или сглаживают. На полях больших размеров до пускается лущение жнивья при наличии копен, расположенных пря мыми рядами, с последующей обработкой нелущенных полос.
Для работы дисковых орудий не требуется особой разметки поля, за исключением поворотных полос.
вдоль длинных сторон поля (лущильные агрегаты);
под углом или поперек к направлению предшествующей вспаш ки (дисковые агрегаты).
24. Способы движения агрегатов при лущении жнивья и дисковании почвы
При способе с чередованием загонов (рис. 16а,,а2) сначала обрабатывают первый и третий загоны вевал, а затем второй, находящийся между ними, вразвал, далее пятый загон вевал, четвертый вразвал и т.д., последовательность обработки загонов 1325476.
Комбинированный способ движения (рис. 16 б,, б2) обеспечивает левые и правые беспетлевые повороты. Для работы агрегатов челночным и круговым способами разбивки поля на загоны не требуется, за исключением при челночном способе отбивки (при необходимости) границ поворотных полос (табл. 25). Ширина поворотной полосы должна быть кратна (как минимум трехкратна) захвату агрегата.
Для работы лемешных агрегатов разбивают поле на загоны и отби вают поворотные полосы рациональных размеров (таблицы 26, 27).
При этом для отбивки поворотных полос и линий первого прохода намечают контрольные линии. При способе с чередованием загонов ли нию первого прохода провешивают левее от середины первого загона на расстоянии, равном половине ширины захвата агрегата (рис. 17), а последующие - на расстоянии, равном двойной ширине загона.
25. Ширина поворотных полос (количество рабочих проходов) для лущильных и дисковых агрегатов при челночном способе движения, м
26. Ширина загонов и поворотных полос для агрегатов на базе
лемешных лущильников при способе движения с чередованием
загонов всвал и вразвал
Рис. 16. Схемы движения агрегатов при лущении жнивья и дисковании почвы:
а,, а2- с чередованием загонов всвал и вразвал; б,, б2 - однозагонный беспетлевой комбинированный; А1-первый агрегат; А2-второй агрегат.
27. Ширина загонов и поворотных полос для лемешных агрегатов при комбинированном способе движения
07.08.2018
За последние годы в современном земледелии всё чаще внедряются такие нетрадиционные для наших регионов методы обработки почв как no-till (нулевая), mini-till (минимальная), strip-till (полосная), позволяющие достигать значительной экономии трудовых, почвенных и энергоресурсов, предупреждать деградацию грунтов, а также вызывающие разрушительные действия ветровую и водную эрозии, способствовать накоплению и сохранению максимального количества влаги в плодородном горизонте, нивелировать колебания почвенной температуры и пр.
Эффективность таких способов обработки посевных площадей доказана многолетним опытом их применения при выращивании пропашных культур (кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, рапса, сои, сорго и др.) в условиях жаркого и засушливого климата южных штатов США, Мексики, Бразилии, Австралии. Результативный опыт применения подобных методов имеется и у земледельцев Украины. А в связи с неконтролируемым изменением климата на планете и постоянным повышением среднегодовых температур дальнейший переход аграриев к экологически безопасному земледелию неизбежен.
В то же время нельзя подходить к внедрению сберегающих земледельческих технологий, руководствуясь лишь их популярностью и несомненными преимуществами, без тщательного изучения имеющегося опыта, всесторонней, взвешенной оценки связанных с ними рисков, возможных негативных моментов, в том числе влияния климатических, почвенных и других факторов, характерных для каждого, отдельно взятого аграрного хозяйства. О результативности применения методов минимальной обработки почв трудно судить спустя год – два после апробации, поскольку за такой период ещё не удаётся получить достаточно данных, позволяющих сформировать окончательные выводы. Процесс перехода на современные агротехнологии обработки почв довольно длителен, так как предусматривает максимальное выравнивание полей и полное разрушение плужной подошвы с помощью глубокого (35 см и более) рыхления, что занимает по времени не менее 4-х – 5-ти лет.
Экономическая эффективность от внедрения технологий no-till, mini-till или strip-till зависит не только от региона и климата, но и от севооборота, вида возделываемой культуры и многих других показателей. Каждый из представленных методов почвообработки требует от аграриев аналитического подхода, учитывающего специфические особенности техники, все нюансы развития культур, включая предшествующие и покровные, их генетику, определение оптимальных сроков, нормы, глубины внесения минеральных и органических удобрений, выбора лучшего периода и способов заделки растительных остатков. Поэтому, чтобы руководствоваться конкретными результатами, подтверждающими либо отрицающими целесообразность перехода от традиционной вспашки к сберегающему земледелию, необходимо проанализировать и обобщить многолетние достижения, промахи и ошибки, полученные на личном опыте внедрения новых технологий.
Сегодня практика применения ресурсосберегающих методов земледелия наиболее распространена в регионах, страдающих от засухи или с ограниченным количеством осадков, где она вполне оправдана ввиду лучшего сохранения водоудерживающей способности почвы. Этому способствуют растительные остатки, неповрежденная почвенная структура на большей части посевных площадей, покровные культуры. В то же время накопление на поверхности мульчирующего слоя из значительного количества гумуса при избыточной влажности провоцирует образование патогенной микрофлоры, негативно отражающейся в дальнейшем на развитии посевов.
Ещё один недостаток, связанный с минимальной обработкой посевных площадей – это создание условий для роста сорных культур. В этом случае, во избежание сильной засорённости, прибегают к использованию пестицидов. Также в осенний период, при содействии теплого южного климата, происходят дополнительные потери почвенного запаса влаги и питательных компонентов вследствие интенсивного роста покровных культур, поэтому уборку их рекомендуется осуществлять своевременно.
На результат выращивания сельскохозяйственных культур с применением современных методов обработки почв значительное влияние оказывает точность и период внесения удобрений. Большую роль в этом играют также погодные условия. Точное внесение определенной дозы питательных элементов под корневую систему каждого растения – задача довольно сложная и требует специальной техники. Но такой метод вполне оправдывает себя, так как позволяет избежать перенасыщения почвенной среды химическими соединениями за счет уменьшения расхода препаратов, что в свою очередь дает хозяйству ощутимую экономию. В то же время отсутствие осадков в весенний период может создать опасную ситуацию, когда высокая концентрация удобрений способна вызвать ожог тканей корневой системы всходов. Чтобы успешно решить эту проблему, следует выбрать для внесения необходимых культурам азота, калия и фосфора оптимальный период (осенью или весной), с учетом их востребованности и условий сохранения в питательном слое.
Практически подтверждено, что соблюдение правил севооборота помогает получать более высокие урожаи. Это правило распространяется и на культуры, выращиваемые с применением современной обработки почвы. Так, в случае использования технологии strip-till, показатели урожайности кукурузы, предшественником которой была соя, оказались на 17% выше, чем на полях, где ранее также выращивалась кукуруза.
Ситуация в современном земледелии такова, что новые почвообрабатывающие технологии постепенно вытесняют традиционный способ интенсивного возделывания грунта. Но полный переход к ним не может быть осуществлен одновременно. Аграрные компании и небольшие фермерские хозяйства, в зависимости от климатических условий и почвенных особенностей, наравне с ресурсосберегающими способами сохраняют практику применения и традиционных методов рыхления грунтов.
Инновационные технологии сейчас активно внедряются даже в такой достаточно консервативной отрасли, как растениеводство. За какие-то 10-20 последних лет новые методы и подходы не только позволили увеличить объёмы получаемой продукции, но и значительно улучшить её качество. И то, что совсем недавно казалось научной фантастикой, сегодня используется в разных направлениях растениеводства.
Дроны в сельском хозяйстве
Беспилотные летательные аппараты, кружащие над полями и садами, уже давно не вызывают удивления. Небольшой коптер может выполнять множество задач, которые требовали раньше значительных трудовых, временных и финансовых затрат:
- постоянное наблюдение за посевами;
- внесение препаратов и удобрений;
- объёмное картирование местности;
- ведение фото-, видео- и теплосъёмки полей;
- охрана культур;
- диагностика болезней;
- посадка семян.
IoT-платформы
Вертикальные сады
Пионер в области вертикального озеленения француз Патрик Блан ещё в 80-х годах прошлого века разработал эту технологию, но сейчас она начала истинное победное шествие по миру. Построением вертикальных садов увлечены тысячи дизайнеров. В основе таких садов лежат несколько решений:
- специальный металлический каркас;
- современные полимеры, укрепляющие конструкцию и защищающие стены от корней растений;
- тщательный подбор растений, размещаемых на поверхности.
Технологии, повышающие эффективность обработки почв
Конечно, новые технологии в растениеводстве не могут не коснуться почвообработки. Сохранение плодородия почв при минимизации вносимых удобрений и максимально возможном эффекте остаётся приоритетом. В этом направлении используется несколько нетрадиционных и высокотехнологичных методик.
Нулевая обработка почвы
Суть этого способа состоит в том, что плодородный слой не проходит предпосевную пропашку и служит основой для размещения измельчённых растительных остатков прошлого урожая – мульчи. Нулевая обработка используется на землях с достаточно высокой эрозионной опасностью. Благодаря такому подходу предотвращается эрозия почв, улучшается плодородный слой и задерживается необходимая растениям влага. Некоторое снижение урожайности нивелируется меньшими затратами на обработку почвы, что, в конечном итоге, увеличивает рентабельность сельского хозяйства в целом.
Точное земледелие
- биодоступный кремний;
- экстракт пихты сибирской.
Биопестициды
Биологические пестициды – это средства, получаемые в результате жизнедеятельности различных живых организмов или основанные на некоторых природных компонентах.
Химические средства для защиты растений (ХСЗР), несомненно, являются действенными в борьбе с вредителями и болезнями многих культур. И в ближайшие годы вряд ли сдадут свои позиции в растениеводстве. При этом активные химические вещества могут накапливаться как в почвах, растениях, так и передаваться дальше по биологической цепочке до человека или животных, домашних или диких.
Поэтому в последние годы прослеживается устойчивая тенденция роста производства биопестицидов. Этот тип пестицидов успешно конкурируют с ХСЗР, хотя иногда применяется и в комбинации с ними.
Грамотное и эффективное растениеводство зависит от применения наиболее передовых практик с учётом собственных условий и возможностей. В ряде случаев можно и нужно комбинировать лучшие решения для достижения максимального эффекта
В связи с интенсификацией производства и развитием биотехнического подхода к возделыванию зерновых культур в технологии посева на первый план выдвинулись вопросы технического обеспечения высококачественного посева. А именно - оптимальное размещение семян по площади и глубине, создание плотного семенного ложа.
Добиться этого и, главное, создать благоприятные условия для роста и дальнейшего развития растений можно только при качественной предпосевной обработке почвы. Базирующаяся на оборачивании пахотного слоя интенсивная система обработки со временем перестала отвечать требованиям повышенной противоэрозионной устойчивости почв. Особенно это касается районов с интенсивно действующей ветровой эрозией, где она способствует развитию негативных дефляционных процессов.
В противовес действующей системе земледелия ученые и практики предложили минимальную технологию обработки почвы. Основанная на уменьшении глубины и количества механических обработок, новая система предусматривает применение плоскорезных почвообрабатывающих орудий и способствует рациональному использованию осадков, особенно в засушливых районах, уменьшению минерализации гумуса, снижению энергозатрат, что в конечном итоге обеспечивает высокий почвозащитный эффект от водной и ветровой эрозии. При этом увеличивается производительность труда благодаря применению широкозахватных машин и орудий и намного возрастает мобильность технологических операций: сказывается фактор времени.
Минимальная технология, основанная на применении комбинированных машин, положительно сказывается на снижении энергетических затрат за счет уменьшения числа и глубины обработки, совмещения механических операций и внесения химикатов в одном агрегате. Это обработка, сев, внесение удобрений и гербицидов.
Комбинированные машины, которые за один проход обеспечивают подготовку семенного ложа и посев с одновременным внесением в почву удобрений и гербицидов, принято называть сеялками прямого посева.
На основании проведенных исследований был создан дисковый сошник с индивидуальным пресс-катком. Дисковые сошники эффективно работают в условиях наличия пожнивных остатков, однако не обеспечивают подрезания корней сорных растений.
Сеялки прямого сева с подрезающими лапами или сеялки с лаповыми сошниками применяют для сева семян зерновых культур по стерне или недостаточно обработанной почве. Такой сошник одновременно выполняет несколько операций: рыхление, подрезание сорняков, высев семян и внесение гранулированных удобрений. Предпочтение следует отдать сеялкам прямого посева с подрезающими сошниками.
Наибольшее распространение получили сеялки с дисковыми сошниками. Они имеют небольшое тяговое сопротивление и весьма удовлетворительно работают на плохо обработанной, также комковатой, глыбистой и богатой корневыми остатками почве.
Технологии сева сеялками прямого действия в отличие от других технологий обеспечивают минимальное число проходов по полю. Недостаток гербицидной технологии заключается в загрязнении почв сорняками, что приводит к удорожанию работ при борьбе с ними из-за высокой стоимости препаратов такого предназначения.
Агрегаты первого типа могут работать в условиях наличия пожнивных остатков и засоренности почвы, а также обеспечивают равномерную заделку семян по глубине на полях с невыровненным рельефом. Недостатком их является то, что они не подрезают сорняки, а вся система борьбы с сорными растениями осуществляется только с помощью гербицидов.
Сеялки прямого сева с плоскорежущими лапами обеспечивают реализацию наиболее перспективного способа, названного разбросным. При этом сорняки подрезаются по всей ширине захвата агрегата, а наличие бункеров для семян способствует повышению их производительности. Годовой показатель может достигать 7000 гектаров. Однако эти машины могут обеспечить требуемую агротехнику возделывания зерновых культур и равномерность заделки семян по глубине только на выровненных полях, на которых в системе основной обработки посевов не применяется вспашка. Они также не могут работать в условиях наличия большого количества пожнивных остатков и сорняков.
Но следует отметить, что сеялки прямого сева зарубежных производителей имеют высокую цену, низкую универсальность и приспособлены для работы только на выровненных полях. С энергетическими средствами украинского производства эффективно работать они не смогут.
Читайте также: