---

Весьма ощутимой проблемой производства продукции растениеводства сегодня остается устойчивая тенденция к уплотнению, деградации почв и обострения проявлений эрозий земель аграрного назначения на всей территории Украины.
 
Главными факторами является использование устаревших методов и подходов к механической обработки почвы, выращивание в хозяйствах монокультур, значительная засоренность сельскохозяйственных угодий химическими веществами и сорняками, почти полное отсутствие органических удобрений, засилье сверхтяжелой техники и др. Решение этой проблемы предполагает переход от традиционных методов обработки почвы до ресурсосберегающих технологий, основанных на использовании Чизельные комбинированных орудий, измельчителей растительных остатков, комбинированных многооперационных машин, посевных систем для технологий прямого высева, машин для локального внесения удобрений в почву и тому подобное. Именно внедрение перспективных технологий и использования новых конструктивных решений при реализации всего комплекса сельскохозяйственных работ позволит не только замедлить деградацию почв, но и благодаря реализации системы почвозащитных технологий восстановить грунтотворний процесс и повысить плодородие.

Поблема уплотнения почвы: причины возникновения и влияние на производительность почвы
Одной из самый затратный операций, с точки зрения расхода топлива и времени на ее осуществление, является основную обработку почвы. Традиционная полицево вспашка, которая на сегодня является едва ли не самым распространенным приемом основной обработки в большинстве фермерских хозяйств Украины, вызывает создание переуплотненной подпахотный подошвы, а следовательно - ухудшение влаго- и воздухообмена в плодородном слое.
Сферические диски дисковых борон, лущильников, дискаторы при взаимодействии с почвой оказывают на него еще более интенсивное действие, как следствие - повышается степень измельчения структурных элементов, ускоряет разрушение агротехнических-ценных агрегатов. Именно механическое воздействие этих рабочих органов привела к тенденции снижения урожаев и существенного влияния на урожайность количества осадков в вегетационный период. Поэтому вопрос разрушения подпахотный подошвы и проведения основной обработки без повреждения агротехнических-ценных агрегатов почвы в условиях ресурсосберегающих технологий является актуальным.
Уплотнение почвы происходит под действием собственного веса, растений и воды, которые находятся на поле, а также в результате высушивания грунта. До сих факторов добавляются внешние: уплотнение мобильными агрегатами и рабочими органами. В результате плотность почвы увеличивается, снижается микропористость, что приводит к ухудшению инфильтрационных свойств.
Различают два вида уплотнения почвы: поверхностное - до 30 см и подпахотного переуплотнения - на глубину более 30 см. В общем уплотнения почвы - кумулятивный процесс, который сопровождается повышением плотности, уменьшением пористости, снижением аэрации, что негативно влияет на развитие корневой системы и биологическую активность микроорганизмов . Уменьшение просачивания влаги через почву способствует водной эрозии и приводит к затоплению земель аграрного назначения на длительный срок. Содержание в почве гумуса - главный фактор, определяющий степень уплотнения, и его уровень в пахотных почвах Украины снижается с каждым годом.

Чизельные плуги глубокорыхлителями - альтернатива полицевий вспашке.

Очевидной альтернативой полицево вспашки и дискование является проведение нулевого или минимального обработок почвы. Основой минимальной обработки является безполивное глубокое разрыхление, которое можно осуществлять чизельной глубокорыхлителями. Чизелевание позволяет существенно увеличить ширину захвата машин по сравнению с вспашкой, снизить расход топлива на основную обработку (до 40-50%), разрушить уплотненную подпахотный подошву и др. Однако во время выполнения этой операции можно отметить и некоторые недостатки, среди которых неполное подрезание сорняка, невозможность получения в результате обработки сплошного дна борозды, низкий уровень заделки пожнивных остатков, семена сорняков и удобрений, образование на поле больших глыб и тому подобное.
Еще одним проблемным моментом широкого внедрения операций чизельного обработки является неполная адаптация имеющихся машин в сложных почвенно-климатических условий Украины, поскольку значительное их количество производится зарубежными фирмами - Gaspardo, Amazone, John Deere, Lemken, Great Plains или по их лицензиям, а основные рабочие органы не проверялись в реальных полевых условиях. Именно приведенные факторы приводят к ограниченному использованию Чизельные орудий, хотя мировые тенденции показывают, что в недалеком будущем операции глубокого разрыхления полностью заменят полицево вспашку. Так, в США и Канаде еще в 2000г. На безполицеви способы обработки переведены 70% посевных площадей, а к 2020 г.. Планируется перевести 100%.
Чизельные плуги глубокорыхлителями на рынке сельхостехники Украины
Среди технических средств для глубокого рыхления на рынке Украины широко представлены глубокорыхлитель компаний John Deere, Wil-Rich (США), Hatzenbichler (Австрия), Gregoire Besson (Франция), Gaspardo (Италия) и др (фото 1).
Чизельные почвообрабатывающие орудия этих производителей, кроме неполной адаптации к тяжелым суглинистых и глинистых почв, характеризуются невозможностью агрегатирования с отечественными тракторами более раннего производства, дорогими и дефицитными запасными частями и в отдельных случаях - сложностью самой конструкции и регулировки глубины обработки и режимов работы. Например, в глубокорыхлителей фирмы Gaspardo (фото 1д) положение катков и глубина обработки чизельной лапами регулируются гидросистемой, что затрудняет их использование на полях многих фермерских хозяйств Украины. Кроме этого, многие образцы зарубежной техники для безотвальной имеют повышенную металлоемкость, а вспомогательные рабочие органы способны обеспечить агротехнические требования по показателю качества измельчения грунта.

Чизельные плуги глубокорыхлителями украинского производства: преимущества и недостатки
Сегодня техника отечественная и производства стран ближнего зарубежья конструктивно мало отличается от зарубежных аналогов, однако качество ее исполнения и материалов, из которых изготовлено рабочие органы, сокращает срок ее эксплуатации. На основе научных исследований в направлении технологий безотвальной обработки почвы на кафедре сельскохозяйственного машиностроения Кировоградского национального технического университета разработана конструкция универсального комбинированного чизель, адаптированного к имеющимся почвенно-климатических условий Украины (фото 2). Производство таких комбинированных чизель на заказ работников аграрного сектора налажено в «ЧП Савицкий», в поселке Новое, что на Кировоградщине.

Основным рабочим органом разработанной машины является Чизельные лапа, которая состоит из стояка, долота, зуба для измельчения крупных комков и крыльев (фото 3). Вспомогательный рабочий орган - сдвоенный зубчатый каток (фото 2), который, помимо функции регулировки глубины обработки, проводит разбивания больших комков, заделки растительных остатков в нижние горизонты, на глубину до 15 см. Минимальная толщина зубов катка способствует лучшему проникновению их в почву и дополнительном его рыхлению на большую глубину. К тому же чизель может иметь меньшую конструктивную массу по сравнению с зарубежными аналогами, выгодно отличается простотой регулирования общей глубины обработки и интенсивности работы переднего и заднего катков.
Во время рыхления почвы Чизельные лапой долото скалывает сплошную среду, зуб измельчает подняты долотом крупные комки, а крылья, кроме подрезания сорняков, дополнительно крошат почву и, в зависимости от высоты их расположения на стояке, могут уменьшать высоту гребней дна борозды. Изменение положения крыльев относительно дна борозды происходит путем перестановки последних в отверстиях на стояке и закрепления болтовыми соединениями. Г-образная форма крыльев, по сравнению с криволинейной, обеспечивает их плотное прилегание к стойкам и способствует снижению тягового сопротивления на перемещение всего рабочего органа в почве (фото 1д).

Чизельные плуги глубокорыхлителями: результаты полевых испытаний
Испытания комбинированных чизель проводились в течение 2013-2015 годов на полях Новоукраинского, Компаниевского, Кировоградского районов Кировоградской области. Условия проведения испытаний соответствовали средним в регионе. Механический состав почвы - тяжелый и средний суглинок. Твердость почвы составляла: в слое 0-10 см - 2-3,5 МПа; 10-20 см - 3,5-6,5; 20-30 см - 6-10 МПа. Абсолютная влажность почвы находилась в пределах 12-16%.
Техническая характеристика семейства разработанных комбинированных Чизельные глубокорыхлителей позволяет оценить их конкурентоспособность по сравнению с лучшими зарубежными аналогами (таблица).
Объектом исследования был технологический процесс комбинированного чизельного глубокорыхлителя (фото 4). После выполнения безотвальной обработки проводили оценку эффективности работы по коэффициенту качества измельчения грунта и равномерностью глубины обработки. Показателем качества считался процент грунтовых агрегатов, размеры которых не превышали 50 мм в общей массе обработанного грунта. Кроме того, проводили оценку влияния скорости агрегата на качественные показатели и эффективность работы катков. Опыты проходили с пятикратной повторяемостью, а результаты представлены по средним значениям.
 Результаты экспериментальных исследований по определению качественного показателя рыхление оценивали при глубине обработки h = 32-40 см, при этом высота гребня, который образуется между смежными проходами Чизельные лап на дне борозды, составляла h1 = 18-20 см. Максимальная скорость движения ограничивалась тяговой способностью средств агрегатирования без пробуксовки приводных колес. Анализ полученных результатов показывает, что низкое качество измельчения грунта достигается при работе чизель без катков-измельчителей - это отношение меняется от 49 до 60%. Повышение рабочей скорости способствует улучшению качественного показателя. Аналогичная картина наблюдается при работе чизель с одним катком (работа с одним катком достигается изменением положения регулировочного винта 5, фото 2), но качественные показатели работы агрегата значительно выше: k = 55-69%. Наиболее качественно почва обрабатывается при полном комплектации чизель при работе с двумя катками, на скорости 7-8 км / ч. При таких условиях качественный показатель измельчения грунта составляет 70-75%, что превышает аналогичные показатели некоторой зарубежной техники (например, в условиях тяжелых черноземов для Artiglio S 250-500 Gaspardo - k = 55-60%, для Cenius 400/18 AMAZONE - k = 58-65%). Отклонение реальной глубины обработки от заданной в эксперименте не превышало 2%.

B. Сало, д-р техн. наук, профессор,
С. Лещенко, канд. техн. наук, доцент,
Кировоградский национальный технический университет