Орудия и рабочие органы для ухода за почвой в рядах лесных культур

В настоящее время в практике ухода за почвой в рядах сложились различные технологические схемы ухода, различающиеся по способу движения агрегата относительно ряда культурных растений – над рядом (седлание), и сбоку ряда (вписывание в междурядье).

При высоте культурных растений до 0,7 – 1 м обработку почвы в ряду проводят способом седлания трактором и культиватором; при высоте до 1,5 – 2 м – седланием ряда культиватором, выполненным в виде П-образной рамы и установленным сбоку на раме трактора, между передними и задними колесами; при большей высоте – способом вписывания агрегата в междурядье.

Для ухода за почвой в рядах и защитных зонах лесных насаждений высотой до 0,7– 2 м отечественная промышленность в настоящее время выпускает культиватор КРЛ-1, приспособление к пропашным культиваторам ПРО (пальцевые ротационные органы) [1].

Культиватор КРЛ-1 (см. рис. 1) используют для ухода за почвой в рядах лесных насаждений высотой от 10 – 15 до 70 – 100 см в лесостепной, степной и полупустынной зонах страны на ровном рельефе и при поперечном уклоне не более 4°.

Культиватор состоит из рамы, на переднем брусе которой размещены навесной механизм и опорно-ходовые колеса с винтовыми механизмами регулировки глубины обработки почвы, на заднем — наклонные стойки, в которых помещены оси. На осях установлены ротационные рабочие органы симметрично относительно оси обрабатываемого ряда посадок, под углом 10° к поверхности почвы. Рабочие органы применяют двух типов: каркасно-проволочные и лопастные.

Каркасно-проволочные органы включают 12 рабочих элементов рамочной формы, между которыми звездообразно натянута проволока. Верхние концы рабочих органов прикреплены болтами к ступице, а нижние — к подрезающему кольцу. Лопастные рабочие органы также состоят из 12 лопастей соединенных с подрезающим кольцом и через поводки со ступицей. Такое крепление позволяет заменять их.

Рисунок - 1. Культиватор ротационный лесной  КРЛ-1: 1 - передний брус; 2 - задний брус; 3, 4 – продольные брусья; 5 - раскосы; 6 - стойки; 7 - опорное колесо; 8-стойка; 9 - винт; 10 - стопорный болт; 11 - чистик; 12 – рабочий орган; 13 - корпус подшипников.

Каркасно-проволочные рабочие органы рекомендуют применять при уходе за культурами высотой от 10 – 15 до 40 см, а лопастные – от 40 до 70 – 100 см. Уход проводят методом седлания обрабатываемого ряда посадок. Установленные под углом к поверхности почвы рабочие органы в результате силы тяги и сцепления радиальных элементов с почвой совершают поступательное и вращательное движения. Рабочие элементы, поочередно заглубляясь в почву, рыхлят ее и уничтожают сорняки.

Расстояние между рабочими органами (радиальный зазор) регулируют в пределах 0 – 150 мм путем перемещения их стоек на заднем брусе культиватора. С возрастанием размеров обрабатываемых культур радиальный зазор увеличивают. При обработке культур высотой до 30 – 40 см радиальный зазор составляет до 50 мм, глубина обработки 3 – 5 см, при большей высоте культур — соответственно 50 – 100 мм и 4 – 7 см. Нижний предел глубины обработки относится к легким, верхний — к тяжелым по механическому составу почвам [2].

Приспособление ПРО (рис. 2), предназначенное для рыхления почвы и уничтожения сорной растительности в рядах лесонасаждений высотой от 10 – 15 до 70 – 100 см с одновременной обработкой междурядий, навешивают на культиваторы типа КРН-2,8А. Оно состоит из двух ротационных рабочих органов в виде свободно вращающихся звездочек, оси которых установлены в подшипниках качения. Корпусы подшипников с помощью кронштейна и держателей квадратного сечения крепят на двух соседних средних секциях базового культиватора, например КРН-2,8А. Каждая звездочка, состоящая из 12 стальных пальцев круглого сечения диаметром 18 – 22 мм, приваренных к ступице, закреплена на нижнем конце оси. Для повышения эффективности ухода к концам пальцев при помощи натяжного устройства, состоящего из регулировочного диска и винта, натянута проволока диаметром 4,5 – 5 мм.

Ось в вертикалъно-поперечной плоскости установлена с наклоном к ряду растений под регулируемым углом 10 – 15°. Перед каждой звездочкой на секции культиватора размещена стрельчатая лапа.

Рисунок – 2. Пальцевой ротационный рабочий орган ПРО: 1 — ось; 2 — корпус подшипников; 3 — держатель квадратного сечения; 4 — кронштейн; 5 — проволока; 6 — стальные пальцы; 7 — регулировочный диск; 8 — винт; 9 — ступица.

ПРО устанавливают на культиваторе КРН-2,8А таким образом, чтобы рабочие органы приспособления обрабатывали зону вдоль оси ряда посадки шириной 60 – 80 см, а стрельчатые лапы, размещенные на культиваторе, — остальную площадь. Поэтому две средние секции располагают на брусе культиватора симметрично относительно оси навески с расстоянием между ними 950 мм.

Держатели пальцевых звездочек устанавливают в хомуты с внутренней стороны грядиля секции. Для предотвращения колебаний звездочек в поперечно-горизонтальной плоскости и повышения жесткости конструкции секции соединяют между собой П-образной аркой.

Регулирование угла наклона рабочих органов к обрабатываемому ряду культур осуществляют путем поворота кронштейна относительно пластины держателя, в которой имеется паз. Наименьший угол (10°) устанавливают, когда в ряду имеется почвенный холмик, образовавшийся в результате сдвига почвы при механизированных уходах за почвой в междурядьях. Установку ПРО на заданную глубину производят в соответствии с инструкцией по культиватору КРН-2,8А.

Звездочки устанавливают с радиальным зазором, величина которого зависит от диаметра стволиков, возраста культур и регулируется путем перемещения держателей звездочек в креплениях на секциях культиватора, а также самих секций по брусу                  КРН-2,8А. Для культур высотой 10 – 40 см величина зазора составляет 30 – 50 мм, для растений большей высоты – 50 – 80 мм. При незначительной засоренности рядов лесонасаждений и необходимости проведения уходов с целью рыхления почвы величина зазора должна быть 80 – 110 мм.

При поступательном движении агрегата звездочки вращаются от реакции почвы. Пальцы с натянутой проволокой, поочередно внедряясь в почву, рыхлят ее на заданной глубине и уничтожают сорняки, как путем обрыва их корневых систем, так и в результате сдвига почвы при ее деформации. Расположенные впереди звездочек стрельчатые лапы рыхлят почву в зоне входа в нее пальцев.

Техническая характеристика культиватора КРЛ-1 и приспособления ПРО представлена в таблице 1.

Таблица  1

Рабочие органы широко распространенного в настоящее время культиватора КРЛ-1 и приспособления ПРО эффективны в борьбе с однолетними сорняками, когда высота их не превышает 1,5 – 5 см. Всходы сорняков уничтожаются на 85 – 96%. С увеличением высоты от 6 до 10 см степень подрезания сорной растительности уменьшается до 22—57%. Корнеотпрысковые сорняки (вьюнок полевой, осот розовый, молочай и др.) уничтожаются только в стадии всходов, при высоте 3 – 4 см они не подрезаются, а только обрываются у них листья.

Исследованиями, проведенными во ВНИАЛМИ, установлено, что в орошаемых условиях (особенно при создании лесных полос по границам полей овощных севооборотов, где поливают каждый 4 – 5-й день) роль ротационных рабочих органов в механизации рыхления почвы и уничтожения сорной растительности снижается. Рабочие органы не заглубляются, залипают почвой и крайне незначительно уничтожают сорную растительность, так как около 35 – 40% составляют корнеотпрысковые сорняки, которые быстро отрастают, достигая за короткий срок большой высоты [1].

Производственный опыт  показывает, что эффективность культиваторов и приспособлений с ротационными  рабочими органами в борьбе с сорняками можно повышать путем одновременного  применения механического и химического способов.  Использование  соответствующих гербицидов в лучшие сроки обеспечивает полное  уничтожение   сорной   растительности. При этом необходимы правильная регулировка рабочих органов, точность копирования  агрегатом ряда культур и выравненность поперечного профиля лесной полосы. Канавы, глубокие следы колес, борозды от перепашки междурядий препятствуют движению агрегата, резко снижают равномерность глубины обработки почвы, в результате возрастает  повреждение культур  и уменьшается  количество уничтоженных сорняков.

Глубина погружения ротационных рабочих органов в почву с каждым проходом уменьшается, так как в результате естественной усадки и действия рабочих органов почва уплотняется. При твердости почвы более 10 кПа  в верхнем 10-сантиметровом слое происходит выглубление рабочих органов культиватора КРЛ-1, при этом опорные колеса не касаются поверхности земли [3].

Уничтожение сорняков лопастными, каркасно-проволочными и пальцевыми ротационными рабочими органами осуществляется в основном в результате интенсивного сдвига почвы к оси ряда культур. Поэтому после их прохода остаются холмики высотой до 10 – 12 см с шириной основания до  46 – 55 см. Почва в холмиках обычно недостаточно разрыхлена, и сорняки, корни которых находятся в сдвинутых почвенных комках, при благоприятных погодных условиях приживаются.

Перемещение почвы к оси ряда и в направлении движения рабочих органов сопровождается наклоном культурных растений высотой до 15 см и засыпанием их почвой. Большие трудности в механизации ухода представляют культуры высотой до 15 см, особенно дуб и сосна первого года посева и посадки. Стволики их обладают малым сопротивлением изгибу, и они в большинстве засыпаются почвой при уходе культиваторами КРЛ-1 и приспособлением ПРО. Растения большей высоты подвергаются другим повреждениям: сбиванию центральной почки у сосны, обдиру коры, обдиру и поломке боковых ветвей, срезанию их и др. Характер повреждения и его размеры зависят от породы культурных растений, возраста и высоты. Так, саженцы сосны повреждаются главным образом при высоте более 40 – 50 см, лиственных пород — более 70 см [2].

Из вышесказанного можно сделать вывод, что существующие рабочие органы ротационных культиваторов-рыхлителей не в полной мере отвечают предъявляемым им требованиям в силу индивидуальных показателей и условий работы, применимых отдельно для каждого рабочего органа. Общим недостатком всех существующих ротационных орудий, применяемых на базе культиватора КРЛ-1, является невозможность проведения одновременного ухода за почвой в рядах и междурядьях.

В результате патентных исследований можно дать рекомендации для использования на базе культиватора КРЛ-1 активных рабочих органов. Активные рабочие органы по сравнению с пассивными обрабатывают почву различной плотности и степени засоренности, в большей степени уничтожают сорную растительность, подрезают корневища на большей глубине и создают хорошо разрыхленный слой почвы.

Использование активных рабочих органов позволит увеличить производительность работы культиватора-рыхлителя за счет повышения скорости движения агрегата без снижения качества обработки почвы.

Библиографический список

1. Бартенев, И.М. Борьба с сорной растительностью в защитных лесных насаждениях [Текст] / И.М. Бартенев. – М.: Колос, 1991. – 47 с.

2. Вершинин, В.И. Технологии, машины и оборудования в лесном хозяйстве: [Учебное пособие] [Текст] / В.И. Вершинин,  Л.Т. Свиридов. – Воронеж: Воронеж. гос. лесотех. акад., 2002. – 312 с.

3. Аравийский, В.Л. Статический анализ микрорельефа поверхности почвы после обработки культиватором КРЛ – 1А. [Текст] / В.Л. Аравийский. – ВНИИАЛМИ, вып. 2, 1981.  – 40 – 43 с.