Энергетический баланс выращивания и уборки культур зернового севооборота возделываемых по трём системам основной обработки почвы на тяжёлых суглинках

Как видно из таблицы, замена вспашки чизелеванием под отдельные культуры севооборота обеспечивает экономию топлива 3,7...3,8 кг/га севообортной площади, а дискованием до 5,3 кг/га.

Представляет интерес использование почвообрабатывающих машин с активными рабочими органами. Современная промышленность выпускает большое количество моделей горизонтальных, вертикальных и возвратно-поступательных фрез. Несмотря на высокую энергоемкость, фрезы обеспечивают качественную обработку почвы за один проход. В результате экономия может быть достигнута за счет сокращения операций. Применение фрез затруднено высокой каменистостью почв в Беларуси. Наиболее эффективны фрезы при улучшении и перезалужении лугов и пастбищ, когда замена традиционных способов обработки почвы фрезерованием обеспечивает экономию топлива до 10 кг/га.

При возделывании зерновых и других сельскохозяйственных культур по обычной технологии с применением однооперационных специализированных машин движителями тракторов и колёсами сельскохозяйственных машин уплотняется свыше 60% площади поля. Отдельные участки подвергаются 3...9 - кратному воздействию, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур, в том числе зерновых колосовых на 10%, сахарной свеклы на 15%, картофеля на 50%. Обычными однооперационными машинами не удаётся полностью загрузить скоростные энергонасыщенные тракторы, особенно на полях малых размеров, с неровным рельефом и на орошаемых землях. Совмещение операций одним комбинированным агрегатом при подготовке почвы к посеву вместо применения набора однооперационных машин является перспективным направлением, позволяющим уменьшить затраты энергии, топлива, труда и сохранить плодородие почвы. Наибольшее распространение получили комбинированные агрегаты (рис. 6.2), включающие орудия для поверхностной обработки (культиваторные лапы; вырезные, сферические, игольчатые и клиновидные диски; планчатые кольчато-шпоровые и кольчато-зубовые катки; зубовые, шлейф- и пружинные бороны и др.)

В последнее время все большее применение находят машины, совмещающие в себе орудие для основной (плоскорежущие лапы, чизельные и оборотные плуги) и предпосевной обработки почвы, которые позволяют за один проход машинотракторного агрегата полностью подготовить почву к посеву и посадке культур. Такой подход позволяет более эффективно использовать тяговые характеристики энергонасыщенных тракторов и за счет небольших габаритов агрегата сократить расход топлива на холостой ход. По данным белорусских учёных, применение комбинированных агрегатов позволяет снизить расход дизельного топлива: при совмещении вспашки и прикатывания - на 12...16%; культивации, боронования и прикатывания - на 15...20%. При этом существенно повышается и производительность труда. В тоже время комбинированные машины можно применять только на хорошо окультуренных почвах. На тяжёлых и засоренных пыреем почвах применение этих агрегатов не всегда даёт положительный результат.

Рис. 6.2. Варианты совмещения операций в комбинированных агрегатах:1 - диски; 2 - катки; 3 - вертикальные (или горизонтальные) фрезы; 4 - глубокорыхлящие лапы; 5 - культиваторные лапы; 6 - бороны; 7 - оборотные плуги.

Современные комбинированные агрегаты ведущих мировых производителей снабжены системами автоматического контроля и пространственной ориентации, которые, работая совместно с бортовым компьютером трактора, позволяют проводить дифференцированную обработку почвы по электронной карте. Автоматическое изменение глубины обработки безотвальными орудиями позволяет сэкономить до 50% топлива.

Высокие требования должны предъявляться к комплектованию машинотракторного парка. Ограниченные возможности приобретения почвообрабатывающих орудий с различной производительностью и шириной захвата затрудняют правильное комплектование машинно-тракторного агрегата. Неправильный выбор машин приводит к тому, что тракторы оказываются либо перегруженными, либо недогруженными. В результате повышается расход топлива и уменьшается ресурс двигателей. Механизатор вынужден изменять скорость движения, что приводит к нарушению агротехнических требований проведения работ и дополнительным энергозатратам. Применение современных плугов, в конструкции которых предусматривается возможность плавного изменения ширины захвата, обеспечивает максимально эффективное использование тяговых характеристик трактора в различных условиях работы.

Важным аспектом энергосбережения при обработке почвы является снижение влияния пространственных факторов на энергетическую эффективность процессов. Правильная организация работ, выбор способа движения, разбивка поля на загоны должны свести до минимума затраты топлива на поворотах и переездах почвообрабатывающих агрегатов, которые иногда превышают 20 % от общего расхода. В большинстве регионов республики Беларусь имеет место сложная конфигурация, рельеф и контур полей с различными условиями работы по участкам. Исследования показали, что: изменение угла склона на 2...3⁰ при возделывании зерновых связано с потерями энергии до 1500 МДж/га, что составляет 8...10 % от общих затрат; увеличение степени изрезанности полей препятствиями - на 10...15 % - до 2000 МДж/га (12...15 %); длины гона - на 100...200 м - до 70 МДж/га (около 5 %).