Урожай залежить від того, як розвивається посіяна культура, і які умови зростання складаються на кожному конкретному полі протягом усього періоду вегетації. Очевидно, що найбільший урожай можна отримати тоді, коли кількість рослин буде розміщена на площі так, що кожна з них забезпечуватиметься вдосталь водою і поживними речовинами, і в той же час не залишиться невикористана площа.
Таким чином, у системі агротехнічних заходів вирощування зернових культур посів займає провідне місце. При цьому реалізується головна мета - закласти основу для оптимального використання потенційної урожайності сорту в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах шляхом заданого і рівномірного розподілу числа рослин на одиницю площі для створення однакових умов розвитку.
Фактори якості висіву
Величина і форма площі живлення регулюється нормою висіву і способом розміщення насіння. Тому якість висіву (ширина міжрядь, якість підготовки ложа для насіння, закладення насіння, вплив робочих органів сівалок на фізико-хімічний склад і властивості ґрунту тощо) має велике значення в отриманні високих і стійких урожаїв. Внаслідок нерівномірності посіву багато рослин виявляються в умовах жорстокої конкуренції із ранніх етапів розвитку. Це призводить до зниження польової схожості насіння, а, отже, і до зменшення урожайності.
Оптимальна густота рослин, площа живлення і її форма для зернових культур створюються лише під час сівби, адже при їхньому вирощуванні відсутні операції міжрядної обробки і проріджування сходів, які супроводжуються зменшенням кількості рослин на засіяному полі. Тому основним розрахунковим параметром сівби зернових культур є розрахунок норми висіву насіння.
Норма висіву насіння визначається агротехнічними вимогами до сівби для різних культур у різних кліматичних зонах відповідно до способу сівби і задається здебільшого в кілограмах або штуках на гектар.
Основними факторами, які визначають норму висіву насіння, є: вид рослин, кліматичні особливості зони вирощування культури, стан ґрунту і погодні умови, родючість ґрунту, якість насіння, мета вирощування культури, спосіб сівби, глибина закладення насіння, розподіл насіння за площею, час сівби, інтенсивність кущення, забур’яненість поля, наявність шкідників і хвороб.
Очевидно, що навіть для одного виду рослин норма висіву не є сталою величиною, а змінюється у широких межах.
Якісний посів повинен забезпечити найбільш сприятливі умови для проростання насіння і подальшого розвитку рослин, що сприяє збільшенню польової схожості і врожайності сільськогосподарських культур. Забезпечення високої схожості насіння - це не тільки оптимальна витрата посівного матеріалу, це також боротьба за здорові, рівні і сильні рослини, які виростають з даного насіння.
Оптимальні умови росту рослин створюються при правильному визначенні термінів посіву, норми висіву, площі живлення рослин і технології закладення насіння в ґрунт.
Закладення насіння у ґрунт є завершальною стадією посіву, при якій відбувається безпосередня дія на ґрунт - середовище знаходження насіння з метою змінити його властивості і тим самим створити умови для проростання насіння. Виконання цих умов повинні забезпечити посівні машини.
Різновиди сівалок
Аналіз ринку посівних машин вказує, що їх розвиток відбувається у напрямі підвищення продуктивності техніки, підвищення якості посіву, надійності техніки і стабільності виконання технологічного процесу. Створення універсальних сівалок і комбінованих агрегатів, а також посівних комплексів є одним з напрямів удосконалення машин для посіву сільськогосподарських культур.
Відомо, що процес посіву складається з двох основних операцій - рівномірної подачі насіння з насіннєвого ящика до сошників, а також підготовки борозен, укладання у них насіння і подальшого закладення вологим ґрунтом на однакову глибину.
При цьому повинні бути виконані наступні основні вимоги: висів заданої кількості насіння на одиницю площі поля; рівномірний розподіл їх за площею поля; закладення на певну глибину. Дотримання вказаних агротехнічних вимог дозволить підвищити якість посіву і отримати високий урожай.
При широкій різноманітності пропонованих ринком посівних машин за компонуванням робочих органів їх можна розділити на моноблочні, роздільно-агрегатні і секційні.
Моноблочні сівалки обладнані загальною рамою, на якій змонтовані всі робочі органи. Ця група сівалок забезпечена одним або кількома бункерами, з яких насіння надходить відразу в декілька висівних апаратів і далі по насіннєпроводах у сошники.
До цієї групи входять сівалки виробництва країн СНД - типу СЗ-3,6, СЗ-5,4, СЗС-2,1, СЗС-6, СЗС-12, СЗД-2,1, ЛДС-6, СТС-2,1. Із зарубіжних зразків моноблочних сівалок можна виділити наступні агрегати: Amazone D9–60, D9–120, Gaspardo MOD M. Ці машини, на відміну від аналогів з ближнього зарубіжжя, вирізняє застосування сучасних матеріалів і швидке переведення із робочого положення у транспортне, а також висока надійність і продуктивність.
Недоліками сівалок цієї групи є значна матеріалоємність на 1 м ширини захвату, висока нерівномірність висіву при малих нормах і підвищений тяговий опір.
Роздільно-агрегатні сівалки складаються з окремих блоків, сполучених у єдиний агрегат. Такі сівалки мають бункер великого об’єму, змонтований на тракторі або спеціальному візку-блоці, а також сам посівний блок. На бункері закріплено один або два висівні апарати (дозатори), з'єднаних центральними трубопроводами з одним або двома розподільниками потоків, змонтованих на рамі посівного блоку. Розподільники сполучені насіннєпроводами з сошниками, закріпленими на посівному блоці. З бункера насіння надходить у дозатор, а від нього - в центральний насіннєпровід, до розподільників і в сошники. По такій схемі виконані, наприклад, сівалки виробництва країн ближнього зарубіжжя - СЗС-8, СЗС-14, агрегат ППА-5,4, ППА-7,2, СПН-8, а також агрегати провідних зарубіжних виробників - Gaspardo Pe, Venta TI, Flexicoil, John Deere 750a, Rabe Werk Turbodrill, Amazone Cirrus, Polymat W, Accord Pneumatic і ін.
До недоліків цих сівалок можна віднести високу нерівномірність висіву при малій нормі висіву, підвищений ступінь пошкодження насіння при транспортуванні повітряним потоком, а також винесення вологи з ґрунту повітряним потоком із зони залягання насіння.
Секційні сівалки складаються з окремих посівних секцій, приєднаних до рами. Кожна секція забезпечена бункером, висівним апаратом, механізмом приводу, сошником, опорними колесами, котками і загортачами. Переміщенням секцій по рамі можна змінювати ширину міжрядь. Таке компонування характерне для спеціальних сівалок.
Разом із традиційними посівними машинами для орних фонів все більше розповсюдження знаходять ґрунтообробно-посівні агрегати, які використовуються в основному для висіву насіння зернових і зернобобових культур при «мінімальній» або «нульовій» технологіях обробітку ґрунту. Як правило, такі комплекси складаються з двох самостійних систем - ґрунтообробної і висівної. Ґрунтообробна система є самостійним багатофункціональним комбінованим знаряддям, призначеним для дрібного обробітку ґрунту. Висівна система, як правило, виконана з використанням системи пневматичного висіву насіння і туків.
Подальше вдосконалення таких комплексів ведеться у напрямах підвищення рівномірності розподілу насіння і туків між сошниками; забезпечення заданої точності їх висіву по глибині; збільшення місткості ємкостей для насіння і туків та забезпечення можливості швидкого переведення широкозахватних комплексів в положення для дальнього транспортування і назад в робоче.
Ученими постійно ведеться робота з удосконалення конструкції робочих органів сівалок і виконання ними технологічного процесу, обґрунтуванню їх конструктивних і технологічних параметрів на основі результатів лабораторних і польових досліджень з метою забезпечення якісного посіву, а також розглядаються можливості застосування розроблених конструкцій в посівних комплексах, де технологічний процес висіву має свої певні особливості.
Незалежно від типу посівних машин загальною тенденцією їх удосконалення є підвищення якісних показників посіву. Досягається це ретельним підбором типу і параметрів робочих органів (сошників) для кожної конкретної ґрунтово-кліматичної зони.
Для забезпечення найбільш сприятливих умов проростання насіння їх потрібно укладати сошником у борозну з ущільненим дном і закривати зверху рихлим ґрунтом. Ущільнення дна борозни забезпечує надходження вологи і живильних речовин до насіння і, отже, збільшує їх схожість. Рихлий верхній шар над насінням у борозні не дозволяє волозі випаровуватися і, разом з тим, забезпечує приток повітря до насіння, що також сприятливо позначається на їх проростанні. Ущільнення дна борозни особливо необхідне для посушливих районів.
Рівномірний розподіл насіння за площею живлення, а також рівномірне їх закладання на однакову глибину залежить від конструкції сошника як завершальної ланки всієї системи робочих органів посівної машини.
Вимоги до сошників
Вимоги до висівних сошників постійно зростають: оптимальна рівномірна глибина посіву, хороше накочення, висів без закупорки робочих органів органічними залишками - і це все при швидкості близько 20 км/год.
Відомо, що будь-який вплив на ґрунт, у тому числі і посів - це насамперед засіб зміни його параметрів. У такому випадку це передусім зміна щільності посівного шару ґрунту, яка своєю чергою впливає на ввесь комплекс його фізичних умов: водний, повітряний і тепловий режими і, отже, на умови біологічної активності.
Якість роботи сошників визначається ступенем виконання ними агротехнічних вимог.
Сучасні вимоги до сошників можна сформулювати наступним чином:
- формувати борозну для насіння з ущільненим ложе і шорсткою його поверхнею (при цьому не переміщувати на поверхню вологі нижні шари ґрунту, щоб не висушити його);
- висіяне насіння повинне рівномірно розподілятися на ущільнене ложе, на площі і в одному заданому горизонтальному шарі;
- закривати насіння вологим ущільненим в оптимальних межах ґрунтом.
При русі сошника в ґрунті формується певний профіль борозни:
- відкидається або заклинюється вглиб ґрунт;
- ущільнюється чи ні ложе для насіння;
- створюється певна шорсткість дна борозни, або вона рівна;
- сошник стійко рухається або здійснює спливання чи помітні коливання у поздовжньо-вертикальній площині.
На перелічені операції в основному впливають форма і параметри лобової поверхні сошника. Особливо значний вплив на технологічний процес надає кут входження у ґрунт, форма і параметри його опорної площини, сила тяжіння. Шорстка поверхня ложа для насіння формується наявністю гребінки на опорній площині і її параметрами. На формування борозни впливає ширина сошника.
В Україні, як і в більшості зерносіючих країнах, на зернових сівалках переважно застосовуються дискові і наральникові (анкерні і кілевидні) сошники.
Будь-який сошник, виконаний за різною конструктивною схемою, повинен стабільно виконувати наступні функції:
- очищувати посівне ложе від органічних залишків;
- укладати насіння у посівний горизонт;
- підтримувати постійну глибину посіву;
- мати хороше самоочищення;
- прикривати насіння достатньою кількістю вологого ґрунту;
- швидко пристосовуватись до змінних ґрунтових умов;
- мати захист від каменів для безперебійної роботи;
- забезпечувати оптимальну якість висіву навіть при робочій швидкості до 20 км/год.;
- мати значний термін використання і низькі експлуатаційні витрати на обслуговування.
Щоб врахувати всі можливі умови посіву, виробники сівалок пропонують цілий ряд сошників різних типів: однодисковий, дводисковий, долотовидний або анкерний у різних конструктивних виконаннях.
Проаналізуємо переваги і недоліки різних видів сошників, які використовуються на сівалках.
Диски, анкери, долота
Однодисковий сошник працює за принципом дискової борони. Він обертається у ґрунті під кутом від 3 до 7 градусів до напряму руху. Це дозволяє під час руху відхиляти пожнивні залишки і верхній шар ґрунту трохи убік. За диском слідує маленький борозник, який утворює посівне ложе. Потім у цю борозну лягає насіння.
Деякі виробники сівалок використовують зубчаті диски, щоб поліпшити якість розрізання верхнього шару, майже завжди диски опуклі. Переваги опуклих дисків полягають у тому, що вони вимагають менше місця, відкидають менше ґрунту, а також дозволяють працювати з вужчими міжряддями.
Тенденція розвитку таких сошників прямує до збільшення розміру дисків. Вони характеризуються більшою зносостійкістю і плавною роботою. З універсальними сівалками можуть розвивати швидкість до 20 км/год.
Перевагами однодискових сошників є хороша придатність для посіву по мульчі, вони вимагають мінімального технічного обслуговування і мають просту конструкцію.
До недоліків - виникнення ефекту подвійного ряду (ряди наближаються один до одного) внаслідок зношування навішування. Для вирішення цієї проблеми сошники встановлюються на трубі, яку можна переміщувати під час регулювання.
У дводискових сошників розташовані поряд два диски утворюють V-подібне насінне ложе. До канавки, що утворилася, вноситься насіння. Диски прямі і знаходяться під кутом близько 3 градусів по напряму руху.
У дводискового сошника чистоту дисків підтримують скребки. У деяких сівалок один диск приблизно на 2,5 см зміщений назад. Таким чином, він йде позаду переднього. Це забезпечує менше зношення дисків і добре очищення з двох сторін. Крім того сошники тонші, їх прохідність зростає.
При застосуванні балансирного навішування дводискового сошника для повторення контуру поля він здійснює рух по дузі за допомогою балансирного важеля. В результаті такого руху сошник переміщується безпосередньо з роликом. Таким чином, глибина висіву насіння витримується не зовсім точно.
При паралелограмному навішуванні сошника виникає протилежний ефект. Однак з'єднання між вузлом висіву і рамою виконано складніше, і є більше центрів обертання, а, відповідно, точок змащування.
З дводисковими сошниками можлива швидкість від 15 до 20 км/год.
Позитивною стороною дводискових сошників є хороша придатність для посіву по мульчі, висока якість укладання насіння, центрований рух сошників. Негативною - є більш складна конструкція в порівнянні з однодисковим.
Долотовидні сошники спушують навіть сухий, твердий ґрунт і справляються з товстими мульчуючими шарами. Окрім посіву, не проводиться ніякого іншого обробітку ґрунту. Сошник виконаний подібно до лапи культиватора і працює на встановленій глибині. Конструкція дозволяє використовувати високі робочі швидкості і є хорошою альтернативою для великих площ.
Плюсом долотовидних сошників є хороша придатність для посіву по мульчі, висока продуктивність, можливість прямого посіву, проста конструкції машини. Недоліки: при використанні машин із рамною конструкцією поверхня поля має бути добре вирівняна.
Анкерні сошники є класичними - розрізають ґрунт і формують при цьому посівне ложе. Наконечник сошника, як правило, виконаний з чавуну і його можна легко замінити. Для посіву по мульчі є наконечники особливої форми. У багатьох анкерних сошників можливе переобладнання на стрічковий посів. Для цього випуск насіння розширюється по ширині стрічки.
Оскільки сошник часто експлуатується з роторною бороною, це обмежує його швидкість. Виробники рекомендують швидкість 10 км/год.
Терміни служби чавунних наконечників дуже високі, їх заміна проста. Закріплення відбувається переважно за допомогою тільки одного болта.
Перевагами анкерних сошників є проста вигідна конструкція, можливість використання для стрічкового посіву. Недоліком - посів по мульчі можливий тільки обмежено;
Чи можна рекомендувати універсальний сошник для всіх типів ґрунтів? Очевидно, що ні. В Україні є 39 типів ґрунтів, які включають 91 вид, що істотно відрізняються за фізико-механічними властивостями. Для більш ефективного використання сошників доцільно скористатись наступними рекомендаціями щодо застосування серійних і експериментальних робочих органів:
- дискові й анкерні сошники з гострим кутом входження у ґрунт рекомендується застосовувати на щільних ґрунтах із великим питомим опором (4–5)*104 Н/м2 і для висіву насіння із глибоким закладенням (до 0,10 м). Дискові сошники менш вимогливі до підготовки ґрунту, задовільно працюють на забруднених і перезволожених ґрунтах (з вологістю понад 20 %);
- кільовидні сошники з тупим кутом входження у ґрунт ефективно застосовувати на ґрунтах добре розпушених, з малим питомим опором (2–3)*104 Н/см2 і для насіння, закладення яких згідно з агровимогами допускається на невелику глибину, як правило, до 0,05 м;
- сошники з прямим кутом входження у ґрунт і з комбінованим наральником рекомендується застосовувати на ґрунтах із середнім питомим опором (3–4)*104 Н/м2 і для насіння із глибиною закладення від 0,04 до 0,08 м. Сошники з такими наральниками забезпечують достатню рівномірність розподілу насіння у ґрунті;
- анкерно-дискові сошники більш універсальні, можуть працювати на будь-яких ґрунтах, з різним питомим опором і при висіві будь-яких зернових культур із глибиною закладення 0,04–0,08 м;
- на ерозійно-небезпечних ґрунтах варто застосовувати дискові і наральникові сошники з ущільнювачами-сепараторами поверхневого шару ґрунту, що забезпечить підвищену рівномірність розподілу насіння як по площі, так і глибині.
