Способи підготовки і внесення добрив

Технологічний процес підготовки і внесення добрив поєднує три складових: технологію, систему машин і організацію процесу. Кожна з цих складових є важливою, всі вони взаємозв’язані, але технологічний процес слід розглядувати в такій послідовності: технологія, комплекс машин, а потім організацію робіт.

Організація технологічного процесу із підготовки і внесення добрив залежатиме від видів добрив і способів їх внесення. Підготовка і внесення мінеральних добрив  значно залежить від фізико-механічних властивостей добрив, які визначають режим роботи машин. Серед них основними є гігроскопічність, злежуваність, сипкість і розсіюваність. Що більшу сипкість мають добрива, то краще і надійніше працюватиме машина та час їх внесення. Існують такі способи внесення добрив: основне — внесення добрив перед сівбою або садінням культур; припосівне — внесення добрив водночас із сівбою або садінням культур; підживлення — внесення добрив під час вегетації рослин. Крім того, внесення добрив може бути суцільне (розкидне), місцеве (локальне), а також поверхневе і глибоке.

Організація технологічного процесу з підготовки і внесення добрив ґрунтується на дотриманні агротехнічних вимог, спрямованих на раціональне і ефективне їх використання: найбільш повне зберігання поживних речовин; усунення втрат добрив; перетворення поживних речовин добрив на більш доступні для рослин форми; набування ними кращих фізико-механічних властивостей; найбільш рівномірний розподіл добрив тощо.

Добрива, що злежалися, перед використанням потрібно подрібнити і просіяти. Розмір частинок після подрібнення становить не більше ніж 5 мм, вміст частинок менш як 1 мм допускається до 6 %.

У процесі фасування втрати добрив з паперовою мішкотарою не мають перевищувати 1 %, а з поліетиленовою — 0,5 %. У подрібнених добривах уміст шматків мішкотари має бути не більше ніж 3 % маси паперових і 0,08 % маси поліетиленових мішків.

У разі змішування добрив вологість компонентів не має відрізнятися від стандартної більш як на 25 %. Відхилення від заданого співвідношення поживних елементів у тукосумішах допускається не більше ніж ± 5 %, а неоднорідність суміші — не більше ніж ± 10 %.

До внесення органічних добрив ставляться такі агротехнічні вимоги: розкидані добрива негайно загортають у ґрунт; дотримуються заданої дози внесення добрив і рівномірності їх розподілу по поверхні поля. Нерівномірність розподілу за шириною розкидання допускається в межах 0…25 %, у напрямку руху — 0…10 %. Відхилення фактичної дози від заданої має бути не більш як 5 %.

Глибина загортання органічних добрив становить 15…25 см, до того ж на піщаних ґрунтах їх заорюють глибше, що залежить від кліматичних умов.

Використання свіжого гною і наявність в органічних добривах сторонніх предметів не допускається. Машини мають забезпечувати внесення добрив і їх сумішей 5…60 т/га.

Для внесення органічних добрив робочі органи машин мають забезпечувати швидке регулювання норми висіву, вони не мають забиватися і залипати.

За поверхневого внесення мінеральних добрив відцентровими розкидачами нерівномірність розподілу по всій площі поля не має перевищувати 25 %. Відхилення фактичної дози внесення добрив від заданої ±10 %.

Огріхи між суміжними проходами розкидачів не допускаються. Перекриття у стикових міжряддях має бути не більш як 5 % ширини захвату агрегату. У разі внесення у ґрунт мінеральних добрив глибина стрічкового внесення основних доз мінеральних добрив до сівби становить, см: під зернові культури на суглинкових дерново-опідзолених ґрунтах – 8…10; на піщаних і супіщаних ґрунтах 10…12; на різних ґрунтах посушливої степової зони – 12…15; під кукурудзу і цукровий буряк – 12…15; під бобові і соняшник – 10…12.

Плоскорізний обробіток ґрунту з одночасним внесенням основного добрива суцільним шаром здійснюють на глибину 15…25 см. Внесення туків, як правило, поєднують з основним або останнім паровим обробітком ґрунту.

Основне добриво, яке вносять одночасно з сівбою зернових, доцільно розміщувати на 3…4 см нижче від глибини загортання насіння.

Підкореневе підживлення озимих культур виконують у поперечному напрямку до засіяних рядків на зниженій швидкості, щоб зменшити пошкодження рослин. У разі підживлення рослин добрива вносять у ґрунт на глибину 3…5 см стрічками з інтервалами 15 см.

Глибоке внесення добрив особливо ефективне в насадженнях, розміщених на схилах. Починають глибоке внесення добрив, як правило, на третій четвертий рік після садіння, коли коренева система виходить за межі посадкової щілини. Через 5 – 6 років добрива вносять повторно, збільшуючи дозу в 4 – 5 разів залежно від перерви і результату аналізу вмісту рухомих форм поживних речовин методом ґрунтової і рослинної діагностики.

Час між внесенням добрив і їх загортанням не має перевищувати 12 год. для мінеральних і 2 год. для органічних добрив.

2.1.3. Технологічні та конструктивні схеми машин

Машини для внесення добрив класифікують за видом добрив, які вносять, способом внесення добрив, призначенням, способом агрегатування та кількістю виконуваних операцій.

За видом добрив, які вносять, розрізняють машини для внесення органічних і мінеральних добрив.

Відповідно до способів внесення добрив машини поділяють на три групи:

• розкидні машини для поверхневого внесення (розкидання) добрив — тукові сівалки і розкидачі;
• комбіновані сівалки і садильні машини для внесення добрив під час сівби;
• машини для сухого і рідкого підживлення рослин — культиватори-рослинопідживлювачі тощо.

За призначенням машини бувають :

• для підготовки і внесення мінеральних добрив;
• для внесення порошкоподібних добрив;
• для приготування органічних добрив;
• для внесення у ґрунт органічних добрив;
• транспортування і внесення рідких комплексних добрив (РКД) і рідкого аміаку.

За способом агрегатування машини поділяють на самохідні, причіпні, начіпні та напівначіпні.

За кількістю виконуваних операцій є машини для внесення добрив і комбіновані агрегати.

Апарати для дозування добрив. Дозувальні апарати поділяють на механічні, пневматичні і гідравлічні. Серед механічних найпоширенішими є котушково-штифтові, пружинні, дискові та конвеєрні апарати.

Котушково-штифтовий туковисівний апарат використовують на зернових і зерно-трав’яних сівалках. Він складається з корпусу 3, котушки 6, днища 4, вала урухомника механізму групового випорожнення 5. Штифти котушки розміщені в два ряди зі зміщенням на півкроку один відносно одного. Вікно 7 в ящику навпроти котушки перекривається заслінкою 1.

Добрива самопливом надходять із ящика в корпус. Штифтами котушки, яка обертається, вони вигрібаються і спрямовуються крізь лійку в тукопровід. Поворотом рукоятки механізму випорожнення вивільнюють апарат від добрив і встановлюють між штифтами котушки та днищем потрібний зазор, який залежить від розміру гранул та фізико-механічних властивостей добрив.

Тарілчасті висівні апарати з розкидачами у вигляді дисків, скребків, лопатей використовують на посівних і садильних машинах та культиваторах рослинопідживлювачах для широкорядного, гніздового, а також суцільного внесення гранульованих і порошкоподібних мінеральних добрив.

Тарілчасто-дисковий апарат складається з тукової банки 10, тарілки 12, двох дискових розкидачів 9 на  валу урухомника 2, роздільної лійки 8 з кожухом та заслінки 1 з регуляторним важелем 11. Одна половина тарілки розміщується під банкою, а інша — за її межею. Дискові розкидачі розміщені діаметрально протилежно із зазором не більше ніж 1 мм відносно боковини тарілки. Між ними є скребок-напрямляч13, який подає добрива до лівого розкидача.

Рис. 2.1. Апарати для внесення добрив:

а — котушково-штифтовий; б — тарілчасто-дисковий; в — тарілчасто-скребковий;г — дисковий; д — конвеєрний;

е — пневматичний; є — гідравлічний; 1 — заслінка; 2 — вал; 3 — корпус; 4 — днище; 5 — вал механізму випорожнення; 6 — штифтова котушка; 7 — вікно; 8 — лійка; 9 — дисковий розкидач; 10 — банка; 11 і 26 — важелі;

12 — тарілка (диск);13 — скребок-напрямляч; 14 — регулювальний циліндр; 15 — ніж; 16 — козирок;

17 — запобіжна муфта; 18 — ворушилка; 19 — палець; 20 — покажчик рівня добрив; 21 — конвеєр; 22 — пруток (планка, скребок); 23 — натяжний вал; 24 — наконечник;25 — рукав; 27 — гайка; 28 — патрубок; 29 — насадка (сопло);

30 — щит-відбивач (дефлектор); 31 — регулювальний вузол

Шар добрив виноситься з банки в щілину між заслінкою та дном тарілки. Розкидачі, які обертаються, спрямовують його двома потоками в роздільну лійку.

Тарілчасто-скребковий апарат використовують на бавовникових культиваторах-рослинопідживлювачах і сівалках.

Дном банки 10 є тарілка 12 з конічним вінцем. Між дном банки та тарілкою є кільцева щілина, що регулюється циліндром 14. Крізь неї туки виносяться тарілкою, підводяться скребком 13 та, накопичуючись попереду них, пересипаються через борт тарілки в лійки 8. У разі переведення машини в транспортне положення туковисівний апарат автоматично вимикається.

Дискові апарати використовують для широкорядного внесення гранульованих та порошкоподібних добрив. Їх встановлюють на посівних і садильних машинах, а також на культиваторах-рослинопідживлювачах. Вони складаються з банки 10 для добрив з накривкою, висівного диска 12, ворушилки 18, двох дозувальних пристроїв, покажчика рівня добрив 20, механізму передач і двох напрямних лійок 8. Козирки 16 над двома вихідними вікнами унеможливлюють самовисипання добрив. У вікнах встановлено скребки-напрямлячі13, що регулюють витрату добрив. Для запобігання несправностям апарата у разі попадання в бункер сторонніх предметів в урухомник вмонтовано запобіжну муфту 17.

Нижній шар добрив надходить до нерухомих скребків-напрямлячів. Ці скребки відділяють частину шару та спрямовують її через вихідні вікна та лійки в тукопроводи. Пальці ворушилки проходять над скребками-напрямлячами та під козирком, вичищаючи висівні вікна, скребки та козирки від добрив, що налипли. Верхній палець 19 ворушилки запобігає склепінеутворенню. Покажчик рівня сигналізує про кількість добрив у банці та вирівнює їхній шар по висоті.

Конвеєрні апарати використовують для суцільного внесення мінеральних, органічних добрив та їхніх сумішей. Основою цих апаратів є ланцюгово-пруткові (ланцюгово-пластинчасті, ланцюгово-скребкові) конвеєри 21, які безперервно чи переривчасто переміщуються по дну причепів чи напівпричепів, заповнених добривами.

Пневматичний апарат використовують для суцільного внесення пилоподібних добрив. Він має вигляд розпилювального наконечника 24 коробчастого перерізу із заслінкою 1 на гнучкому армованому рукаві 25. У горизонтальній площині його можна повертати пневмокерувальним важелем 26, у вертикальній — він переміщується по овальному отвору поля.

Гідравлічні дозувальні пристрої — це розливальні пристрої, які використовують для внесення в ґрунт рідких добрив. Вони складаються із жорсткого чи гнучкого патрубка (штанги) 28 зі змішаною насадкою (соплами, жиклерами тощо) 29.

Для кращого розподілу добрив на шляху струменів установлюють щити відбивачі (дефлектори) 30. Їх положення можна змінювати за допомогою регулювального вузла 31.

Розкидальні пристрої використовують на машинах-розкидачах для внесення великих доз (основне внесення) мінеральних та органічних добрив способом суцільного розсіювання на поверхні поля. Загортають добрива в ґрунт плугами, культиваторами, важкими дисковими боронами тощо.

Розкидачі добрив є двох видів: з віссю обертання, перпендикулярною  напрямку руху машин та паралельною йому. Розкидачами добрив першого виду є ротори і бітери, які встановлюють у кузовах причепів, а другого — кузовні барабани, а також чотирилопатеві ротори.

Рис. 2.2. Розкидальні пристрої:

а і б — роторний (бітерний) і барабанний для органічних добрив; в — дисковий для мінеральних добрив;

1 — розкидальний ротор (бітер); 2 — кузов; 3 — лопать; 4 — вал; 5 — конвеєр; 6 — подрібнювальний бітер;

7 — лопатки; 8 — борт кузова; 9 — лоток; 10 — стінка; 11 — диск

Ротори, бітери і барабани виконано у вигляді труб із розміщеними на них за гвинтовою лінією лопатями 3 чи лопатками 7. Добрива, які подаються до них конвеєром 5, подрібнюються і розкидаються на поверхню поля. Для кращого подрібнення та інтенсивної подачі добрив у кузові нижче від розкидального встановлюють подрібнювальний бітер 6 з таким самим напрямком обертання, але з іншою кутовою швидкістю. Якщо немає другого бітера, то для вирівнювання шару добрив, які подаються, використовують козирки або щити з різних матеріалів.

Відцентрові апарати для розкидання мінеральних добрив мають вигляд одного чи двох дисків, які обертаються в горизонтальній площині 11, з плоскими чи криволінійними лопатками 7. Добрива в них переміщують від центра до периферії та розкидають сферично в горизонтальній площині над поверхнею поля.

2.1.4. Застосування технологій точного землеробства під час внесення добрив

Використання технологій точного землеробства дозволить зекономити на кількості внесених міндобрив на 5-10% та підвищить врожайність культур більше ніж на 5%.

В основуконцепції точного землеробства покладено існування неоднорідностей ґрунту в межах одного поля. Для оцінювання і детектування цих неоднорідностей використовують такі технології, як системи глобального позиціонування (GPS, ГЛОНАСС), аналіз проб ґрунту, а також спеціальні програми для агроменеджменту на базі геоінформаційних систем.

Зібрані дані використовують для точнішого оцінювання оптимуму густини висіву, розрахунку норм внесення добрив та засобів захисту рослин (ЗЗР), точнішого передбачення врожайності і фінансового планування. Ця концепція вимагає обов’язково брати до уваги локальні особливості ґрунту і кліматичні умови.

Основні цілі використання точного землеробства:

• Максимізація прибутку за допомогою внесення добрива у тій кількості, яка потрібна кожній окремій ділянці. Для цього використовують технології змінного або диференційованого внесення добрив;
• поліпшення врожайності за рахунок довнесення необхідної кількості поживних речовин на «проблемних» ділянках;
• мінімізація витрат добрив та пального за рахунок уникнення «лишніх» проходів техніки полем під час обробітку полів, а також зменшення площі перекриттів під час внесення добрив.

Диференційоване внесення добрив складається з декількох етапів:

• проводиться картування полів за допомогою мотовсюдиходів, обладнаних GPS-приймачами високої точності;
• створюється план взяття проб ґрунту, для чого обміряне поле розбивають на квадрати розміром 5 га;
• відбирають проби ґрунту беруться з розрахунку 15-20 проб на квадрат площею 5 га;
• наносять дані проб ґрунту на карти полів та складають карти забезпечення полів поживними речовинами. Ці карти використовують для створення «карт-завдань» для диференційованого внесення добрив, які потім завантажують до бортових комп’ютерів, встановлених на розкидачах та оприскувачах;
• змінюється внесення добрив  залежно від завантажених даних для кожної окремої ділянки поля.

Порівняльний аналіз карт врожайності, карт забезпеченості поживними речовинами та карт внесення добрив дає можливість визначити проблемні ділянки поля для їх подальшого аналізу.

Для мінімізації витрат добрив потрібно використовувати GPS-системи, та систему контролю внесення рідких добрив. Ці системи можна застосовувати для диференційованого внесення добрив (обприскування, розкидання). Точність сигналу GPS за положенням приймача залежить від типу сигналу, з діапазоном від 30 см до 1 см похибки  залежно від того, який сигнал використовують. Це дозволяє мінімізувати перекриття між загінками та зменшити кількість витрат добрив до мінімуму.

Використання розкидачів мінеральних добрив зарубіжного виробництва дозволяє контролювати бортовими комп’ютерами і механізмами точність внесення добрив. Наявність бортового комп’ютера дозволяє під’єднати до нього GPS-приймач і завантажувати карти для диференційованого внесення добрив, а механізми забезпечать точне дозування об’єму добрив на різних ділянках поля.