Спосіб передпосівного обробітку грунту

Винахід відноситься до галузі сільського господарства, а саме до обробітку ґрунту перед посівом зернових колосових сільськогосподарських культур, що вирощуються на суглинкових ґрун тах. Відомий спосіб підготовки ґрунту до посіву зернових колосових, що включає ранньовесняне розпушування дисковою бороною на глибину 6-8см, поверхневий обробіток культиваторами з розпушувальними лапами (якщо ґрунт перед посівом надмірно переущільнений, проводиться глибоке розпушування чизелем) і додаткове поверхневе розпушування з вирівнюванням поверхні ґрунту боронами і прикочуванням ґрунту котками [1]. Недоліки цього способу - роздільність технологічних операцій, що призводить до зайвого навантаження рушіїв машинно-тракторних агрегатів на ґрунт і значної непродуктивної витрати палива і мастильних матеріалів. До того ж посівний шар, який утворюється після такого обробітку, має однорідну будову за щільністю і структурним складом, що не відповідає вимогам зернових колосових культур [2]. Відомий також спосіб передпосівного обробітку ґрунту [3], за яким технологічні операції виконуються за заздалегідь установленими коліям для проходу рушіїв машинно-тракторних агрегатів. Цей спосіб сприяє зниженню ущільнення ґрунту в місцях проходу ґр унтообробного агрегату. Однак, оброблюваний шар ґрунту також не диференціюється за щільністю будови і структурою, що знову ж таки не відповідає оптимальним умовам для вирощуваних сільськогосподарських культур. Найбільш близький до запропонованого за технічною сутністю є спосіб обробітку ґрунту, що включає поділ посівного шару на дві частини: верхню (0-6см), що складається з агрегатів розміром від 0,25 до 3мм і нижню, що складається з агрегатів розміром від 0,25 до 3мм і щільністю будови 1,1-1,25г/см 3 [4] взятий нами за прототип. Недоліком цього способу є те, що він не передбачає поділу посівного шару на важливі в агрономічному відношенні частини (наднасіннєву, насіннєву і піднасіннєву) з різними параметрами структури і щільності будови відповідно до оптимальних умов для вирощування зернових колосових культур. А також він є досить трудомістким, енергоємним і малоефективним за умов достатнього зволоження, або в роки з опадами вище норми. Створення за відомим способом поверхневого шару, структура якого складається з досить дрібних агрегатів розміром від 0,25 до 3мм, вимагає інтенсивного механічного кришіння, що у свою чергу призведе до розпилення і переущільнення ґрунту, тобто, фізичної деградації. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу обробітку ґрунту шля хом пошарового диференційованого формування посівного шару з 3-х частин, що мають оптимальні агрофізичні характеристики з величини структурних агрегатів, щільність їх будови та забезпечення зниження інтенсивності випаровування вологи з верхнього шару, тісного контакту насіння із ґрунтом у насіннєвому шарі й уповільнення процесів конвекції і дифузії вологи з нижніх шарів і, таким чином, створення сприятливих умов для росту і розвитку сільськогосподарських рослин. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі обробітку ґрунту, що включає диференційоване формування посівного шару за величиною агрегатів і щільністю будови, згідно винаходу, посівний шар формують з 3-х частин: наднасіннєвий створюють на глибині 3-4см з агрегатів 5-20мм і щільністю 1,05-1,25г/см 3; насіннєвий шар формують на глибині 4-6см з агрегатів 5-0,25мм і щільністю 1,15-1,20г/см 3; піднасіннєвий формують на глибині 6-12см з агрегатів, що відповідають природному структурному складу ґрунту і щільністю не більше 1,35г/см 3. Ознаки загальні з прототипом - диференційоване формування посівного шару та критерії формування (агрофізичні характеристики), але параметри їх різні: 3 частини посівного шару, різний структурний склад і щільність будови. Спосіб здійснюється таким чином. Основний обробіток ґрунту проводиться восени на глибину 22-25см плугом ПЛН-4-35. Перед посівом посівний шар диференціюється на три частини (наднасіннєву, насіннєву і піднасіннєву). Ґрунт піднімається на глибину 10-12см. Потім укладається в наступній послідовності. Спочатку формується шар 6-12см. Щільність будови цього шару не повинна перевищувати 1,35г/см 3 (верхній рівень оптимального діапазону для зернових колосових сільськогосподарських культур). Потім формується насіннєвий шар на глибині 3-6см, товщина цього шару повинна бути не більше 2-3-хсм. Структурний склад насіннєвого шару повинен мати такі параметри. Переважна частина структури повинна складатися з агрегатів від 0,25 до 5мм. Сума цих фракцій повинна бути не менше 60% і знаходитися в інтервалі 60-75% від суми структурних окремостей насіннєвого шару. Ґрунт просівають через сита діаметром отворів 0,25 і 5мм. Подібний структурний склад найбільшою мірою відповідає розміру насінин зернових колосових сільськогосподарських культур. Просіяний ґрунт укладають на піднасіннєвий шар. Щільність будови в насіннєвому шарі створюється у вузькому інтервалі 1,15-1,20г/см 3. На насіннєвий шар висіваються насіння зернових колосових сільськогосподарських культур, над насінням формується шар ґрунту, у структурі якого переважають агрегати від 5 до 20мм. Сума цих агрегатів повинна складати 50-60% від суми усіх фракцій. Ґрунт для наднасіннєвого шару просівають через отвори, що мають діаметр 20 і 5мм. Ґрунт укладається над насінням й ущільнюється таким чином, щоб щільність будови наднасіннєвого шару знаходилася в інтервалі 1,05-1,25г/см 3. Одержаний таким чином наднасіннєвий шар сприяє зменшенню фізичного випаровування ґрунту (непродуктивна витрата ґрунтової вологи) і стабілізації структури і щільності насіннєвого шару протягом вегетації сільськогосподарської культури. Будову посівного шару, що створений за запропонованим способом, наведено на фіг. Запропонований спосіб можна також здійснити за допомогою відомого пристрою [5]. Здійснюється спосіб передпосівного обробітку таким чином. Дискові робочі органи, обертаючись, подають підрізаний з боків шар ґрунту лемешем на решітку, що сепарує ґрунт, і до роторного робочого органа. Насіння через насіннєпровід подається до сошника, що укладає їх на дно борозни. Сепаруюча решітка із прутками укладає ґрунт, що сходить з лемеша, під насінням. Ножі роторного робочого органа проходять між прутками решітки, проштовхуючи при цьому грудочки ґрунту між прутками й очищають решітку від налиплого ґрунту. Необхідне ущільнення ґрунту здійснюється ущільнювачем, що забезпечує гарний контакт насінин з ґрунтом. Конструкцію посівного шару ґрунту можна створити і за допомогою серійних ґрунтообробних машин. Так, розпушування наднасіннєвого шару і його ущільнення, розпушування насіннєвого шару і його ущільнення, а також створення щільності будови піднасіннєвого шару можна здійснити, наприклад, дисками з котками, або встановленими послідовно стрілчастими лапами, пружинними зуб'ями і котками або ротаційними робочими органами з котками і бороною. Приклад здійснення способу У польових умовах проведені досліди на ділянках розміром 1х1. Досліди проводилися на вирівняній за родючістю та рельєфом ділянці. Ґрунт - чорнозем типовий важкосуглинковий малогумусний. Посівний шар формували в такий спосіб. З ділянки зазначеного розміру виймали ґрунт на глибину 12см (посівний шар). Ґрунт під насіннєвим шаром укладали в котлован, створювали піднасіннєвий шар із щільністю будови 1,30г/см 3. Структура цього шару відповідала природній (без просіювання). На цей шар глибиною 6-12см укладали ґрунт товщиною 2см, просіяний через сито з діаметром отворів спочатку 5мм, потім через сито з діаметром отворів 0,25мм. Сума фракцій розміром від 0,25 до 5мм складала 70% від маси усього ґрунту насіннєвого шару. Піднасіннєвий шар ущільнювали трамбуванням таким чином, щоб щільність будови цього шару була 1,20г/см 3. На цей шар висівали насіння ячменя, сорт «Чорноморець» у нормі висіву 500 штук на квадратний метр. На насіннєвий шар укладали наднасіннєвий (поверхневий) шар. Ґрунт для цього шару виділяли на ситах: спочатку просіювали через сито з діаметром отворів 20мм, потім через сито з діаметром отворів 5мм. Сума всіх агрегатів від 5 до 20мм складала 60% маси від усіх стр уктурних окремостей, що складають наднасіннєвий шар. Ґрунт помірно ущільнювали так, щоб його щільність будови була 1,15г/см 3. Для контрольного варіанта формували посівний шар за відомим способом. Агроте хніка вирощування ячменя за відомим і запропонованим способами була однаковою. Спостереження за рослинами й облік врожаю проводили за загальноприйнятою методикою. Повторність досліду - 4-кратна. Польові дослідження проводили протягом 5 років. Результати досліджень показали, що передпосівний обробіток за запропонованим способом забезпечує кращу схожість насіння (сходи з'являються на 2-3 дня раніше на дослідному варіанті, ніж на контролі), сходи характеризуються рівномірністю і повнотою. Цей ефект обумовлюється тим, що насіння знаходяться в тісному контакті з ґрунтом, структура насіннєвого шару відповідає розміру насіння і вимогам зернових колосових (у даному випадку, ячменю) до агрофізичного стану насіннєвого та, в цілому, посівного шарів. Протягом вегетації ячмінь за фенологічними показниками був кращим на варіанті з передпосівним обробітком за запропонованим способом. Забур'яненість сходів ячменю була на 50-60% менше також на дослідному варіанті. Це обумовлюється тим, що більш ранні і дружні сходи ячменю пригнічували ріст бур'янів. Результати польових випробувань наведено в табл. 1. Передпосівний обробіток ґрунту за запропонованим способом, як показали польові дослідження, сприяє значному зниженню фізичного випаровування поверхнею чорнозему типового (на 9-27%), що зберігає ґрунтові запаси вологи і сприяє більш ефективному використанню рослинами. З таблиці 1 видно, що в посівному шарі вологи міститься на 3,7мм (або на 16.8%) більше, ніж на контрольному варіанті (прототип). Врожайність ячменю здобута на 20,5% більше на варіанті, на якому ґрунт був підготовлений до посіву за запропонованим способом. Експериментальна перевірка передпосівного обробітку ґрунту за запропонованим способом за допомогою комбінованої ґрунтообробної і посівної машини проведена на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому (дослідне господарство «Комунар» Харківського району Харківської області). Вирощували озиму пшеницю, сорт «Миронівська-808». Дослідження проводилися протягом 4-х років. Посівний шар згідно запропонованого способу диференціювався з такими параметрами: 1 - наднасіннєвий шар містив агрегатів від 5 до 20мм - 40%; щільність будови - 0,95г/см 3; насіннєвий шар містив у стр уктурі 55% агрегатів від 0,25 до 5мм, щільність будови його була 1,00г/см 3; піднасіннєвий шар мав щільність будови 1,15г/см 3. 2 - наднасіннєвий шар мав у стр уктурі 50% агрегатів від 5 до 20мм і щільність будови - 1,05г/см 3; насіннєвий шар мав структур у, що містить 60% агрегатів від 0,25до 5мм і щільність будови 1,15г/см 3; піднасіннєвий шар мав щільність будови 1,25г/см 3. 3 - наднасіннєвий шар мав у стр уктурі 60% агрегатів від 5 до 20мм і щільність будови - 1,25г/см 3; насіннєвий шар мав у стр уктурі 75% агрегатів розміром від 0,25 до 5мм і щільність будови 1,20г/см 3; піднасіннєвий шар мав щільність додавання 1,35г/см 3. Таким чином, за запропонованим способом передпосівного обробітку за допомогою комбінованої машини було створено 3 моделі посівного шару, що мають різні параметри структури і щільності будови в наднасіннєвому, насіннєвому і піднасіннєвому шарах. Передпосівний обробіток за запропонованим способом за допомогою комбінованої машини мав позитивні результати. Результати наведено в табл. 2. На моделях посівного шару, створених за запропонованим способом передпосівного обробітку, сходи озимої пшениці з'явилися раніш на 3-4 дні, ніж на контрольному варіанті (прототип). Посівний шар, створений за запропонованим способом, відрізняється тим, що з його поверхні волога випаровується на 10-15% менше, ніж на контролі; водопроникність посівного шару за запропонованим способом вище на 40,8-113,9%, ніж на контролі, вміст продуктивної вологи більше на 23-28%, ніж на контролі. На варіантах, де посівний шар формувався за запропонованим способом за допомогою комбінованої машини, спостерігалася значно менша забур'яненість посівів озимої пшениці (1519шт/м 2), ніж за способом прототипу (36шт/м 2, тобто більше на 58%). Таким чином, посівний шар ґрунту, що формується за запропонованим способом, сприяє зниженню фізичного випаровування ґрунту і збереженню ґрунтови х запасів вологи, сприяє інтенсивному усмоктуванню вологи атмосферних опадів і накопиченню її в ґрунті. Унаслідок цього у роки досліджень отримано стабільне підвищення врожаю зерна озимої пшениці (на 1426% більше, ніж у контрольному варіанті). Таблиця 1 Показники Врожайність, г/м 2 Врожайність, % Повнота появи сходів, шт/м 2 Повнота появи сходів, % Фізичне випаровування вологи ґрунтом, мм: - через тиждень після посіву - через 2 тижні після посіву Фізичне випаровування вологи ґрунтом, %: Відомий спосіб передпосівного обробітку (прототип) 1100 100 446 100 Запропонований спосіб передпосівного обробітку 6,8 3,3 6,2 2,4 1326 120,5 490 109,9 - через тиждень після посіву - через 2 тижні після посіву Вологість ґрунту в посівному шарі, мм Вологість ґрунту в посівному шарі, % Фенологічні показники ячменю (висота рослин): - у фазі кущіння, см - у фазі цвітіння, см Фенологічні показники ячменю (висота рослин): - у фазі кущіння, % - у фазі цвітіння, % Кількість бур'янів, штук на м 2 Кількість бур'янів, % 100 100 22,0 100 91 73 25,7 116,8 34 68 38 79 100 100 14 100 112,0 116,0 8,0 57 Таблиця 2 Показники Врожайність, ц/га Врожайність, % Вміст продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту, мм Вміст продуктивної вологи в шарі ґрунту 0-100см, % Водопроникність ґрунту після обробітку, мм/година Водопроникність ґрунту після обробітку, % Фізичне випаровування ґрунту, мм Фізичне випаровування ґрунту, % (через тиждень після обробітку) Кількість бур'янів, шт/м 2 Кількість бур'янів, % Відомий спосіб Запропонований спосіб передпосівного передпосівного обробітку обробітку (прототип) 1 2 3 25,7 29,4 32,0 32,5 100 114,1 124,5 126,4 112 120 138 144 100 107 123 128 32,3 45,5 63,7 69,1 100 140,8 197,2 213,9 8 100 7,2 90 7,0 88 6,8 85 36 100 28 78 19 53 15 42