Глубокорыхлители: назначение, применение и виды

1. Глубокорыхлители: назначение, применение и виды

Основная задача сельскохозяйственного производства - повышение урожайности посевных культур. Это напрямую связано с созданием благоприятных условий для роста растений, то есть с обработкой 

почвы. Под обработкой понимают механическое воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий в целях создания оптимальных условий жизни для выращиваемых растений, уничтожения сорняков, защиты почвы от эрозии. Обработка почвы – основное агротехническое средство регулирования почвенных режимов, интенсивности биологических процессов и главное – поддержание хорошего фитосанитарного состояния почвы и посевов. Качественная обработка почвы повышает плодородие и урожайность культур. 

С помощью механической обработки почвы достигают следующих целей:

• придание почве структурного состояния, оптимального для растений 

(плотности,  пористости и др.), при которых создавались  бы благоприятные для роста растений  и микрофлоры условия  водного, воздушного, питательного и теплового режимов;

• поддержание хорошего  фитосанитарного  состояния почвы  и посевов: заделка  семян, подрезание  сорняков, уничтожение  вредителей сельскохозяйственных  культур;
• предотвращение  эрозионных процессов, чрезмерного переуплотнения почвы, уменьшение потерь из почвы воды, гумуса, питательных веществ в целях сохранения потенциального плодородия и защиты почвы от эрозии.
• обработка почвы  необходима для  углубления и увеличения мощности пахотного слоя, разрыхления плужной подошвы подпахотного слоя, а также для заделки органических и минеральных удобрений в целях воспроизводства и окультуривания почвы.

 

       С помощью обработки почвы улучшается аэрация почвы, влагообеспеченность растений, активизируется жизнедеятельность целлюлозоразлагающих, азотфиксирующих и других почвенных организмов, повышается доступность растениям влаги, питательных веществ. При разрыхлении и выравнивании поверхности почвы создаются не только хорошее ложе для семян, но и оптимальные условия для роста культур, качественного выполнения полевых работ: посев, уход за растениями, уборка урожая.      

 В степных засушливых  условиях, на склоновых землях глубокое рыхление почвы способствует накоплению влаги атмосферных осадков в корнеобитаемом слое. И, наоборот, в районах избыточного переувлажнения с помощью обработки почвы можно отводить избыточную воду с поля, в результате чего улучшается воздушный режим почвы.      

 Однако обработка  почвы иногда имеет  и негативные последствия. При механической обработке может нарушаться динамическое равновесие в экологической системе «почва – растение – окружающая среда». Например, интенсивная обработка активизирует деятельность почвенной микрофлоры и ускоряет разложение гумуса, увеличивает потери питательных веществ и энергии, необходимой для формирования урожая.

Однако в настоящее  время при обработке почвы  в течении года около 90 % площади  полей подвергается воздействию  колес тракторов и сельскохозяйственных машин, масса которых постоянно  увеличивается, в результате чего недобирается около 20...50 % урожая [78, 124, 127] . При перемещении машин и агрегатов почва уплотняется и образуется слой, который чрезвычайно затрудняет фильтрацию воды вглубь. Вследствие чего происходит размывание почвы на склонах и заболачивание в низинах, а также вымывание легкорастворимых минеральных питательных веществ с верхних слоев почвы. Уплотнение подпахотных горизонтов особенно проявляется на переувлажненных почвах тяжелого механического состава. Этот уплотненный горизонт залегает на глубине 0,35...0,60 м, и плотность его в 1,5...1,9 раза больше плотности почвы на поверхности [124] .

Наряду с уплотнением  почвы движителями и опорными поверхностями сельскохозяйственных машин, уплотнение почвы и образование  плотных подпахотных прослоек может  происходить и естественно, за счет сил гравитации. Это в большей степени наблюдается в почвах болотного, подзолистого и солонцового типа, где глинистые частицы вымываются в более глубокие слои почвенной толщи с образованием иллювиального горизонта, плотность которого достигает 1800...2000 кг/и [ 61 ]. Глубина залегания уплотненных прослоек и их плотность для некоторых типов почв, по данным Б.И.Мичурина [ 61 ] , приведена в табл. I.I.

Наличие в почвах плотных  сцементированных прослоек (мергелистые  глины, мергели и др.), образовавшиеся под влиянием почвообразовательного процесса и находящихся на небольшой глубине (до 1м), также отрицательно влияют на водно-воздушный режим почв и жизнь растений [ 88 ].

Зависимость водопроницаемости  почвы от ее плотности, по данным И.Б.Ревута [ 88 ], показана на рис. I.I. Из которого видно, что даже при незначительном уплотнении тяжелых почв их водопроницаемость падает до нуля.

При многократном  движении по полю  тяжелых почвообрабатывающих  машин и орудий происходит чрезмерное переуплотнение почвы пахотного слоя, что приводит к ухудшению ее свойств, интенсивному стоку воды, сносу почвы, особенно на склонах, и снижению ее плодородия. При уплотнении уменьшается некапиллярная порозность, увеличивается объем более мелких капиллярных пор, происходит более плотное соприкосновение семян с почвой. В засушливых условиях уплотнение уменьшает проветривание почвы, испарение влаги и обеспечивает лучшее снабжение прорастающих семян водой и дружное появление всходов. В районах с недостатком тепла уплотненная почва весной лучше прогревается. Уплотнение почвы проводят катками с различной рабочей поверхностью и другими орудиями.

Главная задача обработки почвы заключается в поддержании воспроизводства плодородия, регулировании водного режима и защите почвы от эрозии.

Под воздействием орудий происходит изменение физического  состояния почвы  и ее свойств,  которое характеризуется  рядом технологических  операций. Основными из них являются: оборачивание, рыхление, крошение, перемешивание, уплотнение, выравнивание поверхности почвы, подрезание сорняков и создание на поверхности почвы микрорельефа (гребней, лунок, борозд, щелей и т.д.) и сохранение стерни.

Рыхление почвы – это изменение взаимного расположения почвенных отдельностей (комков, агрегатов) с образованием более крупных пор. Оно увеличивает некапиллярную пористость и аэрацию почвы. При рыхлении улучшаются водо- и воздухопроницаемость, изменяется тепловой режим, что активизирует деятельность почвенных микроорганизмов. В этих условиях повышается доступность к растениям влаги, питательных веществ, облегчается проникновение корней растений в глубокие слои почвы и перенесение засухи. Более рыхлое состояние почвы необходимо для пропашных культур и в меньшей степени – для культур сплошного посева.

Поверхностным рыхлением  уничтожают почвенную  корку, создают  мульчирующий слой. Рыхление выполняют  орудиями с пассивными и активными рабочими органами: плугами, культиваторами, лущильниками, боронами, фрезами и др.

Глубокорыхлитель – это самое необходимое орудие для обработки любых почв, так как одной из серьезных проблем в сельскохозяйственном производстве является уплотнение почвы вследствие воздействия ходовых устройств машинных агрегатов.  Наиболее эффективным способом разуплотнения почвы является глубокое рыхление с помощью глубокорыхлителей. Глубокорыхлитель представляет ... заточенную стальную пластину

Глубокорыхлители  обычно присоединяют к базовой машине (трактору, бульдозеру, автогрейдеру) и  используют для таких подготовительных земляных работ, как рыхление почвы, твердых и мерзлых грунтов, глины, скальных и полускальных пород. Глубина рыхления от 30см и до 75 см.

Наилучшее время для применения глубокорыхлителей  – это осенние полевые сельскохозяйственные работы, так как разрушение слишком плотных подпочвенных пластов, рыхление полей, улучшает степень проникновение в грунт питательных веществ и воды в зимний период. Агротехнический эффект от глубокого рыхления сохраняется до четырех лет.

Глубокорыхлители  используются в следующих целях:

• рыхление почвы с углублением пахотного горизонта, как по отвальным, так и по безотвальным технологиям, при чем по безотвальной технологии вместо весенней и зяблевой вспашек;
• глубокое рыхление почвы на паровых полях и на склонах;
• послеуборочное рыхление;
• улучшения водно-воздушного (аэрацию и инфильтрацию) режима прикорневого слоя почвы;
• предупреждает развитие почвенной эрозии;
• увеличение в 1,7 - 2 раза в зоне рыхления количества активных корней;
• глубокое проникновение влаги и ее аккумулирование в нижних слоях, способствуя тем самым хорошему развитию корневой системы и повышению урожайности на 12 - 18%;
• за счет разуплотнения почвы в дальнейшем снижение сопротивления при проходе тракторов и других орудий, что ведет к экономии ГСМ, снижаются нагрузки на орудия.

Существует  несколько видов и типов глубокорыхлителей:

- прицепные  и навесные, причем навесные рыхлители маневреннее прицепных, а угол резки у них не зависит от степени углубления зубьев, т.к. используется вес базовой машины; глубокорыхлители навесные наиболее эффективны на уплотненных и тяжелых по гранулометрическому составу почвах. Обработка этими орудиями необходимо проводить один раз в 3-4 года (трижды за ротацию восьми, девяти, и десятипильний севооборотов). Высокая почвозащитная эффективность орудия обеспечивает сохранение на поверхности поля не менее 80% пожнивных остатков. Высокая агротехническая и экономическая эффективность достигается на уплотненных и тяжелых почвах даже после культур поздних сроков уборки.

- многозубые и однозубые;

многозубые  рыхлители (с нерегулируемым углом рыхления) - имеется возможность высокоэффективного рыхления с тремя зубьями. В ходе работы рычажный механизм параллелограммного рыхлителя удерживает зубья под оптимальным углом резания грунта вне зависимости от глубины обработки.

многозубые рыхлители (с регулируемым  углом рыхления)  - угол установки наконечника рыхлителя может гидравлически изменяться в зависимости от состояния грунта. Идеальное движение наконечников рыхлителя гарантирует мощное усилие резания во всем диапазон углов резания грунта.

Однозубые рыхлители (с регулируемым углом рыхления) – специально разработаны для работы с  твердыми породами. Имеют усиленную балку и одну стойку. Угол наклона наконечника рыхлителя регулируется для достижения большей глубины.

- специального и общего назначения;

- гусеничные и колесные.

По  мощности рыхлители могут быть легкими, средними, тяжелыми и сверхмощными.  

Современные глубокорыхлители имеют такие опции, как:

• гидравлический привод для подъёма и опускания зубьев;
• гидравлический привод для изменения угла рыхления наконечника зуба;
• гидравлический привод для управления механизмом перестановки стойки;
• обеспечение изменения шага зубьев;
• амортизаторы для уменьшения передачи пиковой динамической нагрузки на тягач.

Итак, чизельная обработка почвы является перспективным энергосберегающим и природоохранную направлением землепользования. Глубокорыхлители, в зависимости от поставленных задач, могут выполнять функции локального и сплошного безотвальной обработки почвы. Использование чизельных агрегатов позволяет подготовить почву под посев или посадку за один проход, дает значительную экономию энергии, поскольку крошения почвы в свежем виде менее энергоемкое. С другой стороны, экономия энергозатрат достигается за счет уменьшения количества проходов по полю. При этом происходит улучшение структуры почвы, повышается урожайность.

 

Глубокое рыхление
Предпосевная обработка почвы	Осенняя чизельная обработка
это совокупность приемов поверхностной или мелкой обработки почвы, выполняемых в определенной последовательности перед посевом или посадкой сельскохозяйственных культур. Подготовленная к  посеву почва должна  соответствовать  следующим агротехническим  требованиям: быть  мелкокомковатой и хорошо разрыхленной до глубины посева семян, иметь уплотненное ложе для лучшего контакта семян с почвой и свободного доступа к ним воздуха, тепла и влаги Для предпосевной  обработки почвы  используют зубовые,  ножевидные, дисковые, игольчатые бороны, паровые культиваторы, катки, фрезы, культиваторы плоскорезы, а также комбинированные агрегаты, выполняющие несколько технологических операций	Проведение  чизельной обработки приводит к отводу талой и дождевой воды из пахотного горизонта в подпахотный, поскольку во время вегетации, в засушливый период важно равномерно распределить ее в корневой слой. Обработка наклонных полей в поперечном направлении способствует устранению эрозионных процессов, а также выравниванию контура склона по влагообеспеченности за счет накопления влаги на подпахотном горизонте.  Применение чизельной обработки восстанавливает жизненно важную функцию - капиллярное действие почвы, предотвращает водную эрозию верхних слоев в период дождей или весенних паводков и позволяет начать посев несколько раньше.