Щелевание почвы одно из эффективных мероприятий, находящее все большее применение в Казахстане. Оно представляет собой полосную обработку с нарезанием щелей поперек склонов с различным шагом по ширине захвата орудия. Щелевание проводят на глубину 30–35 см. Применение данного вида обработки почвы позволяет накопить и сохранить почвенную влагу, предотвратить водную эрозию и повысить урожайности сельскохозяйственных культур. Щелевание необходимо применять на большинстве почв с периодичностью один раз в 3–4 года, а на полях с холмистым рельефом ежегодно [1, с.157; 2, с. 96; 3, с. 55].
Существующие щелеватели имеют различные конструктивно-технологические схемы. Наиболее распространенная схема это — последовательно расположенные на раме орудия прорезной диск, щелерез и прикатывающий каток. Также возможны варианты схем без прорезного диска или прикатывающего катка, и схемы, состоящие только из щелереза. Технологический процесс щелевания почвы проходит следующим образом: прорезной диск разрезает почву, щелерез рыхлит почву, а прикатывающий каток частично заделывает щели и выравнивает обработанную поверхность.
Фирма «John Deere», США выпускает щелеватели «Till-Ripper», конструктивно-технологическая схема которых, представляет собой последовательно расположенные на раме орудия прорезной диск, щелерез и прикатывающие катки (рис. 1а), схема глубокорыхлителя-щелевателя «Delta-New» (рис. 1б) фирмы «Hatzenbichler», Австрия состоит из щелереза и прикатывающего катка, схема щелевателя фирмы «Salford» представляет собой последовательно расположенные прорезной диск и щелерез (рис. 1в), а схема глубокорыхлителя щелереза ГЩ-4М в одном из вариантов комплектации представляет собой наличие только щелереза (рис. 1г).
Рис. 1. Варианты конструктивно-технологических схем щелевателей: а) «Till-Ripper»; б) «Delta-New»; в) «Salford»; г) ГЩ-4М
Практика показывает, что использование щелевателей почвы с конструктивно-технологической схемой прорезной диск — щелерез — прикатывающий каток, при влажности обрабатываемого слоя почвы 8–15 % и твердости свыше 5 МПа на скорости свыше 7 км/ч приводит к увеличению зоны рыхления щелевателем, ширины щели, выносу крупных почвенных фракций на необработанные полосы. Это приводит к потере почвенной влаги, заделке стерни и измельченных растительных остатков в почву и необходимости проводить дополнительную технологическую операцию в весенний период для разрушения крупных почвенных фракций и засыпания щелей. Для качественного выполнения технологической операции щелевание при таких почвенных условиях необходимо снизить скорость движения агрегата до 5–6 км/ч. Снижение скорости движения агрегата с 7 до 5 км/ч снижает производительность, при этом увеличивается удельный расход топлива.
Решение существующих проблем нами видится в совершенствовании конструктивно-технологической схемы существующих щелевателей почвы, выполняющих технологический процесс в соответствии с агротехническими требованиями и адаптированных к условиям Северного Казахстана.
Таким образом, исходя из выше сказанного, будет рассмотрено несколько вариантов конструктивно-технологических схем, представленных на рисунке 2.
Рис. 2. Варианты конструктивно-технологических схем: 1 — прорезной диск; 2 — щелерез; 3 — загортачи; 4 — прикатывающий каток локального действия
Конструктивно-технологическая схема № 1, представляет собой последовательное расположение прорезного диска 1 и щелереза 2. Схема № 2 — прорезной диск 1, щелерез 2 и прутковый прикатывающий каток 4 локального действия. Схема № 3 — прорезной диск 1, щелерез 2 и загортачи 3 выполненные в виде двух пластин, расположенных под углом 25 град. к направлению движения. Схема № 4 — прорезной диск 1, щелерез 2 и загортачи 3 выполненные в виде двух дисков БДТ расположенных под углом 25 град. к направлению движения. Схема № 5 — прорезной диск 1, щелерез 2 и загортачи 3 выполненные в виде двух игольчатых рабочих органов БИГ, расположенных под углом 25 град. к направлению движения. Схема № 6 — прорезной диск 1, щелерез 2, загортачи 3 выполненные в виде двух пластин, расположенных под углом 25 град. к направлению движения и прикатывающий прутковый каток 4 локального действия. Схема № 7– прорезной диск 1, щелерез 2, загортачи 3 выполненные в виде двух дисков БДТ расположенных под углом 25 град. к направлению движения и прикатывающий прутковый каток 4 локального действия. Схема № 8 — прорезной диск 1, щелерез 2, загортачи 3 выполненные в виде двух игольчатых рабочих органов БИГ, расположенных под углом 25 град. к направлению движения и прикатывающий прутковый каток 4 локального действия.
При проведении исследований по обоснованию конструктивно-технологических схем за критерий оценки будет принято качество выполнения технологического процесса (ширина разрыхленной полосы, ширина щели, глубина обработки, сохранность стерни, высота гребней).
Варианты исследуемых конструктивно-технологических схем будут составляться на лабораторно-полевой установке представленной на рисунке 3.
Рис. 3. Лабораторно-полевая установка
Планируется что, по результатам испытаний будет определена и в дальнейшем обоснована конструктивно-технологическая схема щелевателя, выполняющего технологический процесс щелевания почвы в соответствии с агротехническими требованиями и адаптированного к условиям Северного Казахстана.
Литература:
- Акшалов К. А. Адаптация технологии No-Till в Северном Казахстане: вопросы, перспективы // Международная конференция, посвященная 20-летию независимости Республики Казахстан: сб. докладов. — Астана: Шортанды, 2011. — С. 157–160.
- Лозюта М., Кабулова Б., Гасанов Х. Исследование обработки почвы щелевым рыхлителем усовершенствованной конструкции // Agricultural Engineering. — 2013. — № Vol. 45 No. 2. — С. 93–102.
- Li Bo, Liu Fanyi, Mu Junying, Chen Jun, Han Wenting. Distinct element method analysis and field experiment of soil resistance applied on the subsoiler // Int J Agric & Biol Eng. — 2014. — № Vol. 7 No.1. — С. 54–59.
