Оборудование для измельчения растительных остатков

Производство экологически чистой продукции растениеводства побуждает к поиску новых технологий выращивания сельхозкультур и разработки соответствующей техники. 

В Украине, к сожалению, уделяется недостаточно внимания созданию сельхозмашин такого типа, чтобы их работа была направлена ​​на улучшение состояния плодородного слоя почвы естественным путем, как вариант — создание на поле слоя с измельченных растительных остатков с частичным их заделкой. Ученые утверждают, что такой подход поможет защитить микрофлору почвы и позволит не только стабилизировать, но и через определенное время повысить содержание гумуса.

Новейшие технологии в области растениеводства потребуют существенного изменения и самой системы машин. Так, введение минимальных и нулевых технологий обработки почвы, прямого высева, в свою очередь, предполагают выполнение новых технологических операций. К таким относится подготовка поверхности поля к традиционной, минимальной обработки или прямого высева, то есть мульчированию или измельчению растительных остатков крупностеблевых культур — подсолнечника, кукурузы и других.

Для измельчения растительных остатков в основном используют импортные и отечественные машины, оснащенные активными рабочими органами с приводом от ВОМ, горизонтальным и вертикальным расположением осей их вращения. Аналогичные машины на рынке Украины представлены отечественными компаниями-производителями: Уманьферммаш, Белоцерков-МАЗ, Агрореммаш, Бердянсксельмаш. Но они имеют существенный недостаток — измельчают растительные остатки, которые лежат на поверхности поля, особенно в междурядьях, к тому же требуют значительных затрат энергии на привод рабочих органов.

Значительно эффективнее в этом плане специальные катки, рабочими органами которых являются барабаны с ножами (фото 1, 2). Производство таких машин было начато датской фирмой DаИ-BO (модели MaxiCut). На мировом рынке представлена также продукцию производителей Metalurgicascarabelot (Бразилия) и RiteWayMfg. Co. Ltd (Канада).

Но эти типы машин особой популярностью у наших сельхозпроизводителей не пользуются. Причина — тяжелый глинистый механический состав почв в большинстве хозяйств нашего центрального региона, в результате чего при повышенной влажности межзубового пространства рабочих барабанов забивается и катки теряют способность качественно выполнять технологический процесс, как это происходит на сухих глинистых или иных легких по механическому составу почвах. По этим свойством большинство названной зарубежной техники неадаптированно к почвенно-климатическим условиям нашей страны, а главное — они слишком дорогие для наших аграриев.

К сожалению, отечественной техники аналогичного назначения в Украине нет, поэтому ученые нашего университета на основе новых технических решений на уровне изобретений разработали собственную конструкцию экспериментального катка — измельчителя растительных остатков с шириной захвата 4,5 м, адаптированного к отечественным условиям производства, оборудовав его новыми конструктивными элементами (рис. 1, фото 3). Производство этих катков на заказ работников аграрного сектора налажено на «ЧП Савицкий» в поселке Новое, Кировоград.

Машина предназначена для измельчения как зеленых растений, сидератов, так и их остатков после уборки урожая. Она не требует привода рабочих органов от ВВП и работает на рабочих скоростях до 25 км/ч, что обеспечивает высокую производительность — до 8 га/час. Повышение показателя измельчения также обеспечивается наличием в конструкции машины пружинных направляющих пальцев, назначение которых — ориентировать стебли относительно ножей в поперечном направлении.

Количество ножей на барабанах и их взаимное расположение обоснованно таким образом, чтобы избежать их забивания растительными остатками. При измельчении крепких растительных остатков (например стеблей кукурузы) цилиндры барабанов наполняются водой, в результате чего повышается общая масса машины, а следовательно, и ее дробильная способность. Во время транспортировки машины боковые секции барабанов поднимаются гидроцилиндрами в вертикальное положение, обеспечивая транспортную ширину в 2,5 м. Механизм транспортного положения, в свою очередь, обеспечивает дорожный просвет до 50 см, что гарантирует безопасную транспортировку.

Испытания катка-измельчителя КП-4,5 проводили на полях Кировоградской области в Компанеевском районе, на площади 6,4 га после уборки подсолнечника и 7,15 га — кукурузы (фото 4). Условия проведения испытаний соответствовали средним в регионе (таблица).

Ре­зуль­та­ты ис­пытаний

Объектом исследования был технологический процесс измельчения растительных остатков техническими средствами с бесприводными рабочими органами. После выполнения технологического процесса проводили замеры по определению количества и размеров частиц измельченных стеблей подсолнечника на 1 м2 при помощи деревянной рамки. Затем изменяли скорость агрегата и повторяли измерения. Опыты проводили с пятикратной повторяемостью.

Анализ результатов испытания на двух культурах показал, что основное количество измельченных остатков имеет доли длиной от 100 до 200 мм, что зависит от расстояния между ножами катка-измельчителя (фото 5). Увеличение скорости агрегата обеспечивает измельчение растительных остатков на меньшие размеры. То есть количество растительных остатков длиной до 150 мм увеличивается, а с размерами более 200 мм — не существенно, но уменьшается. Также следует отметить уменьшение пропущенных и полностью измельченных растительных остатков. Экспериментально определен диапазон рабочих скоростей от 15 до 24 км/ч учитывает особенности работы катка-измельчителя в полевых условиях и обеспечивает максимальные качественные показатели измельчения.

Согласно требованиям к выполнению технологического процесса измельчения, предложенными ННЦ «IМЕСГ» НААН, размеры растительных остатков не должны превышать 200 мм.

По этому показателю почти 95% (рис. 2, в, г) измельченных растительных остатков не превышают заданного порогового значения.