1.1 Агротехническая эффективность совмещения операций посева с внесением удобрений 

В настоящее время возможности расширения пахотных угодий резко сократились, поэтому остро встал вопрос об интенсивности их использования. Повышение эффективности химизации земледелия неразрывно связано с рациональным применением удобрений и, в частности, со способами и сроками их внесения [12, 109, 112].

Способы внесения минеральных удобрений определяет агротехника возделывания сельскохозяйственных культур, В зависимости от времени внесения различают предпосевной, припосевной и послепосевной (подкормка) способы.

В зависимости от характера размещения минеральных удобрений в почве, способы их внесения разделяются на сплошной и локальный, в свою очередь, каждый из них может быть поверхностным и внутрипочвенным.

При поверхностном способе внесения минеральных удобрений, с последующей их заделкой н почву, они распределяются кузовными разбрасывателями с рабочими органами центробежного типа, как наиболее простыми по устройству [41, 61, 64, 65, 71, 92].

Многие исследователи рассматривали зависимость фактических потерь урожая от неравномерности распределения удобрений [40, 71, 111]. Н. Г. Овчинникова установила, что при неравномерности 20-25% потери урожая не превышали 1-2%. Аналогичные данные сообщают Гейде, Йен сен и Пасек. По расчетам Гольмана и Матеса, при неравномерности 20% потери урожая зерновых колебались от 0,6 до 11,5%, а при неравномерности 30%- от

1,3 до 17,5%. А. И. Останина и Л. С. Злобила показали, что потери урожая овса, озимой пшеницы и картофеля: при неравномерности 20-25% не выходили за пределы 4-5%.

Исследования показали, что заделка удобрений культиваторами и тяжелыми дисковыми боронами неэффективна, так как до 70% удобрений остается в слое почвы 0-0,1 м.

Применение плуга не всегда рационально. Хотя это и лучший способ борьбы с сорняками с точки зрения традиционной технологии, однако такой тип обработки почвы приводит к чрезмерному рыхлению, вызывающему ire только разрушение структуры почвы, но и гибель бактерий и микроорганизмов, живущих в различных слоях почвы, способствует развитию почвенной эрозии и смыву плодородного слоя [70].

При минимальной технологии обработки почвы росту сорных трав препятствует распределение по полю пожнивных остатков и высевание под зиму покровных культур - сидератов и многолетних «зеленых паров». После осенней пахоты земля остается пустой, это благоприятное условие для прорастания сорной растительности, а мульчирующий слой снижает всхожесть сорняков [70].

Кроме того, плуг перемешивает удобрения с большим объемом почвы; вспашка почвы под яровые культуры производится с осени, а внесенные при этом удобрения компостируют с почвой без растений в течение 6...8 месяцев, что способствует переходу водорастворимого фосфора в груди о доступное для растении состояние, усилению необменной фиксации калия почвой и увеличению потерь азота.

При локальном внесении удобрения можно размещать в почве экраном {сплошным слоем), непрерывными или пунктирными лентами, разрозненными гнездами. Во всех зонах при локальном внесении минеральных, удобрений рекомендуется применять преимущественно ленточный способ одновременно с посевом, так как он позволяет строго ориентировать ленты удобрений относительно поссиных рядков, располагать их на оптимальных расстояниях от семян.

Совмещение локального внесения удобрений с обработкой почвы или с обработкой почвы и посевом значительно сокращают затраты труда, но приведенные затраты средств во всех случаях при локальном внесении удобрений выше чем при разбросном, однако по стоимости продукции, получаемой при локализации удобрений, эффект превышает сумму дополнительных затрат.

Исследования показали, что с точки зрения агрономической эффективности, ленты удобрений следует располагать под зерновые культуры и культуры сплошного сева с интервалом 0,15-0,3 м [16, 58, 86]. В зависимости от культуры и зоны оптимальная глубина заделки основного удобрения при локальном внесении должна быть 0,08-0,15 м, лента должна размещаться рядом с посевным рядком и на большей глубине, чтобы образовалась прослойка почвы 0,03-0,07 м, защищающая растения от ожогов [3].

Одно из важных преимуществ локального способа внесения перед разбросным заключается в том, что предоставляется возможность- применять удобрения незадолго до посева или при посеве, и, в гоже время, обеспечить оптимальную глубину заделки их в почву независимо от способа ее обработки [108].

При локальном способе внесения удобрения в почве располагают таким образом, что они становятся легкодоступными для активной части корневой системы, так же в почве создаются специфические условия для погло-

щеиия питательных веществ растениями из удобрений и их передвижения в почве.

По многочисленным данным научных учреждений локальное внесение удобрений, по сравнению с разбросным, увеличивает их эффективность до 20% и более, при этом урожайность зерновых увеличивается на 2...5 ц/га, коэффициент использования питательных веществ растениями повышается на 7...13% [97, 126] (таблица 1,1). В опытах Вильдфуша [127] при ленточном внесении, по сравнению с разбросным, коэффициент использования N нитрофоски увеличился с 42,5% до 55,4%, Р305 - 39,9%, К20 - 70,4%.

Таблица 1.1 - Эффективность локального (ленточного) внесения основных доз удобрений по данным географической сети опытов ВИУА [97].

Аналог ичная закономерность установлена рядом зарубежных исследователей.

Урожай сельскохозяйственных культур от локализации туков растет при увеличении норм удобрений до определенных пределов. За этим пределом следует ожидать снижение эффекта локализации, а возможно, и отрица-

тельное влияние избыточных норм удобрений. Поэтому при локальном внесении туков необходимо строго подходить к расчету пх норм, в соответствии с потребностью выращиваемой культуры и конкретными почвенно- хл и магически ми условиями [59],

Зональные технологии возделывания и уборки зерновых культур, базирующиеся на передовых достижениях науки и практики, являются основой в получении высоких н стабильных урожаев зерна. Зональная технология возделывания и уборки любой зерновой культуры включает технологические процессы, которые взаимоувязаны между собой как по технологическим, так и по пространственно-временным параметрам [27,37, 38].

Как известно, одним из наиболее ответственных технологических процессов при возделывании зерновых является посев. Основная цель посева заключается п обеспечении высокого качества заделки семян, что является необходимым условием для реализации генетически обусловленных темпов их прорастания [95]. Для поиска рационального решения задачи по обеспечению высокого качества посева зерновых культур необходимо рассматривать агротехническую и инженерную сторону проблемы, как взаимосвязанные части единого целого [104],

Наиболее эффективно припосевное внесение минеральных удобрений, позволяющее строго выдержать оптимальные параметры расположения их относительно семян [40, 79, 92].

Такая технология внесения минеральных удобрений базируется на не» пользовании машин, оборудованных сошниками для внесения удобрений непосредственно в почву с концентрированным размещением их на заданной глубине механическими, пневматическими или пневмомеханическими туковыми аппаратами, обеспечивающими равномерное распределение удобрений между отдельными сошниками.

В мировой практике сложилось два типа зернотуковых сеялок, обеспечивающих ирииосевнос внесение основного удобрения ленточным способом отдельно от семян.

страненные и в ряде других стран, оснащены комбинированными зернотуко- выми сошниками, каждый из которых высевает один рядок семян и на расстоянии 0,03 — 0,038 м в стороне от него укладывает ленту удобрения.

В большинстве случаев смещение ленты удобрения в глубь от семян составляет 0,02-0,03 м и, как правило, не регулируется. В зоне неустойчивого увлажнения такая глубина недостаточна [2, 15, 39].

В Скандинавских странах зернотуковые сеялки снабжены самостоятельными туковыми сошниками анкерного типа, установленными перед семенными. Туковые сошники укладывают ленту удобрений в середину посевного междурядья на регулируемую глубину [95].

В результате анализа конструкций ссялок прямого сева проведена классификация рабочих органов сеялок (рисунок 1.1),

Рисунок 1.1 - Классификации сошников сеялок прямого сева.

Вообще, основная задача сошника сеялки состоит в том, чтобы образовать бороздку определенной глубины, уложив и нее семена и удобрения заделать их почвой [82, 83, 91, 103, 120]. В зависимости от способа воздействия на почву сошники бывают с тупым (дисковые, наралышковые), прямым (трубчатые) и острым (паральниковые, анкерные и лаповые) углами вхожде-

ния в почву. Сошники с тупым углом вхождения при прокладывании бороздок перемещают почву сверху вниз, уплотняя дно; с острым углом - снизу вверх» разрыхляя дно борозды; с прямым углом - раздвигают почву в стороны.

Двухдисковый сошник - хорошо работает на грубо обработанной, комковатой, богатой растительными остатками почвой, мало подвержен забиванию и залнпанию, однако он сложнее по конструкции используемых на тех же сеялках анкерных сошников, хуже заделывают семена, имеет большее тяговое сопротивление.

Однодисковый сошник по сравнению с двухдисковыми лучше заглубляется в почву и подрезает растительные остатки, хорошо очищается от почвы. Однако по равномерности заделки семян однодисковый сошник уступает двухдисковому.

Общим недостатком дисковых сошников является выбрасывание почвы из семенного ложа и засыпание ею уже посеянных семян.

Анкерные сошники применяют на хорошо разрыхленных, мелкокомковатых почвах, не имеющих растительных остатков. Существенный недостаток этого типа сошников состоит в том, что они выносят на поверхность нижние, более влажные слои почвы, поэтому их применение в районах недостаточной влажности считается нежелательным.

Трубчатые сошники предназначаются для высева зерновых культур по предварительно обработанной стерне на почвах, подверженных ветровой эрозии.

Лаповые сошники применяют для высева семян зерновых культур по необработанной стерне на легких по механическому составу почвах, подверженных ветровой эрозии [52, 54, 96, 97],

Важным элементом при посеве является стабильность глубины хода сошника но глубине. Поскольку глубину заделки дисковыми сошниками регулируют с помощью нажимных пружин, а анкерными навешиванием грузов различной массы, то равномерность глубины хода таких сошников сущест-

веиио зависит от физико-механических свойств почвы. Стабильность хода по глубине лаповых сошников в меньшей мере зависит от физико-механических свойств почвы, однако сходящая с поверхности лапы почва неравномерно распределяется над семенами {за стойкой слой почвы несколько меньше чем по краям лапы), что приводит к неравномерности глубины заделки семян по ширине хода лапы.

Комбинированные сошники предназначены для выполнения двух или более технологических: операций, таких как: раздельный посев семян двух и более культур или посев с внесением минеральных удобрений [51].

В настоящее время основным способом посева зерновых культур во всех странах мира является рядовой [106]. На производстве рядовых зерновых сеялок специализируются такие объединения и фирмы как «Белииск- сельмаш» (Россия), «Красная Звезда» (Украина), «International Нarrester» (США), «Massey Ferguson» (Канада), «Noget Gougis» (Франция)* «Farmhand Ltd» (Англия), «А. I. Troster Landtnaschinenfabrik», «Amasonen-Werbc Droyer» (ФРГ), «Вашlet! Tive» (Швеция) и др.

В России и Украине выпускаются зернотуковые сеялки, объединенные в семейство С3-3,6. которые предназначены для рядового посева зерновых, зернобобовых и крупяных культур с одновременным внесением в засеваемые рядки гранулированных минеральных удобрений [78]. Сеялки этого семейства выпускаются в шести исполнениях, которые отличаются между собой в основном конструкцией заделывающих органов. В зависимости от марки исполнения сеялки комплектуются од н од исковыми, двухдисковыми и на- ральниковымп сошниками. Двухдисковые к нараш.нпковые сошники выпускаются в двух вариантах - для одно- и двухстрочных посевов. Зерновые сеялки большинства ведущих фирм мира оснащены сошниками аналогичных типов.

Однодисковые сошники установлены на сеялках С30-3,6, С3-3,6А (Россия, Украина), а также сеялках зарубежных фирм «Deere and Со», «Connor Shea» (Австралия) и др.

Опыт эксплуатации сеялок С3-3,6А показал, что однодиековые сошники трудно установить на заданную глубину заделки семян, что связано с особенностями их конструкции: несимметричная установка диска относительно кронштейна механизма навески способствует повышению неустойчивости кода сошника в продольно-вертикальной плоскости [98]. Кроме этого, по данным О. В. Берияева и Н. А. Сокола [25], однодисковый сошник формирует в почве посевную борозду с менее совершенной формой, чем двухдисковый, что отрицательно влияет на качество заделки семян по глубине.

Сошник в виде стрельчатой лапы, в отличие от дисковых, позволяет выполнять несколько технологических операций одним комбинированным органом. При этом происходит значительная экономия энергии, трудовых затрат и пр.

В, В. Павловский, И. Д. Василенко, Е. И, Пчеленко и В. Ф. Вашу к J85] отмечают, что при безотвальной и плоскорезной обработке почв происходит снижение количества доступной для растений влаги. Однако перед севом озимых обнаруживается несколько иная зависимость. Поверхностная обработка почвы способствует сохранению влаги, а значит, и её накоплению. Также авторы указывают на то. что безотвальная обработка плоскорезом и поверхностная дисковой бороной не оказывают существенного влияния на изменение содержания гумуса по всей глубине пахотного слоя. В работе замечено, что при поверхностной обработке почвы наблюдалось наибольшее количество сорняков, несколько меньше их было при безотвальной и дифференцированной обработке почвы.

По данным К. Дрожжи на [42], применение стерневой сеялки в системе нулевой и минимальной обработки почвы требует двукратного использования гербицидов, повышает засоренность поля на 20-30%, что незначительно снижает продуктивность ячменя (в целом па 2-2,5 ц/га). Однако расчет экономической эффективности используемых технологий выявил преимущество нулевой обработки, так как себестоимость 1 т зерна снижается на 7-8%, пря-

мые затраты на всю технологию уменьшаются на 14-15%, а рентабельность производства повышается на 20-25%.

Таким образом, применение внутри почвенного локализованного способа внесения минеральных удобрений более рационально, так как именно этот способ обеспечивает увеличение эффективности использования удобрений до 20% и более, повышая урожайность зерновых на 2...5 ц/гп. Для посева зерновых следует применять лаповый сошник ввиду того, что он обладает рядом преимуществ по сравнению с другими типами сошников образование твердого посевного ложа, возможность применения сошников такого тина при прямом посеве зерновых без предварительной обработки почвы при обеспечении подрезания сорной растительности на всей обрабатываемой площади,