Более глубокая культивация требует больше сил и топлива – но насколько? И какое влияние при этом оказывает форма рабочего органа? Мы провели культивацию различными лапами и на разной глубине, а затем сравнили потребление топлива трактором.
Сколько топлива "стоит" глубокая вспашка?
Для проведения испытания в нашем распоряжении был культиватор Karat 9/300 U от фирмы Lemken. Его рабочая ширина захвата составляет 3 м, шаг следа лап – 26,8 см. Ножевой каток обеспечивает уплотнение. Используя новую систему смены рабочих органов, нам удалось легко поменять три различных комплекта лап:
■ односторонние стрельчатые лапы шириной 12 см;
■ обычные лапы шириной 12 см;
■ узкие лапы шириной 8 см.
Культиватор работал с трактором John Deere 6920. Фирма Lemken оснастила трактор колонками для измерения расхода топлива. С их помощью различия в расходе топлива при отдельных технологических операциях прослеживались очень легко.
Так как почва, влажность, собственно трактор и его скорость при культивации оказывают очень большое влияние на абсолютный расход топлива, то мы отказались от целой величины в л/га. Из всех замеренных величин расхода топлива мы рассчитали среднее значение и представили его на графике линией, проходящей через 0. Показатели расхода топлива при разных рабочих органах представлены как процентное отклонение от среднего значения на кривых графика.
Однородная почва опытного поля классифицирована как слабопесчаный суглинок. Предшественником была озимая пшеница, поле подвергалось безотвальной обработке, а солома с поля была вывезена. Чтобы исключить влияние следов обработки, мы расположили делянки 180х160 метров по диагонали к направлению обработки и разделили на четыре полосы. При каждом проходе агрегата обрабатывались все полосы.
Для соответствия условиям, приближенных к практическим, мы решили работать с одинаковой скоростью при всех вариантах комплектации культиватора лапами. Более того, водитель обращал внимание на то, чтобы при каждом варианте трактор работал с оптимальной нагрузкой при пониженных оборотах. Скорость трактора при нашей работе была от 7 до 12 км/ч.
Для контроля рабочей глубины мы полностью удалили рыхлый слой почвы. Измерения проводились при помощи уровня и дюймовой линейки от самой глубокой точки до уровня необработанной почвы. Опытный ряд начинался с глубины 7 см. Последующие проходы проводились при изменении глубины на 5 см, т.е. при глубине 12 и 17 см (на необработанной почве). Перед более глубокими технологическими операциями на 22 и 27 см была проведена предварительная обработка стрельчатыми лапами на глубину 7 см. Для работы на большой глубине стрельчатые лапы не использовались.
Наряду с расходом топлива, интерес также представляет внешняя картина качества работы. При работе на небольшой глубине решающей является сплошная обработка поля, при более глубокой обработке важнейшую роль играют рыхление почвы и эффект перемешивания.
Преимущества стрельчатых лап при неглубокой обработке
Первая обработка стерневого поля должна быть поверхностной, так как для создания хороших условий прорастания падалицы и семян сорняков необходимо повсеместное срезание почвенного пласта и стерни.
Преимущество стрельчатой лапы совершенно очевидно. Она полностью срезает пласт уже при 7 см. Перемешивание этой лапой более интенсивное, так как она состоит из наральника и двух отвалов. По сравнению с обоими типами лап без отвалов расход топлива в этом случае на 10 % выше, но явно меньше среднего значения всех тес товых пробегов.
Долотообразная лапа без отвала шириной 12 см работает на глубине 7 см, но обеспечивает 100 % сплошную обработку. При нашем тестировании некоторые ряды стерни остались на поле. Лапа шириной 8 см позволяет иногда работать при более высоких скоростях. Благодаря этому почва интенсивнее обрабатывается на поверхности. Однако стерня скорее вырывается, чем срезается. Чем легче и суше почва, тем меньше земли захватывают такие лапы.
При поверхностной обработке долотообразные лапы вряд ли могут заменить стрельчатые. Все равно, какова ширина долотообразной лапы – 12 или 8 см – при такой рабочей глубине нет явных различий в расходе топлива.
Короткая центральная тяга требует больше топлива
Затупившиеся лапы, сухая почва – в таких условиях многие фермеры спешат укоротить центральную тягу, чтобы культиватор надежно заглублялся. Возрастает ли при этом расход топлива?
Чтобы проверить это, культиватор со стрельчатыми лапами должен был обработать две делянки на глубину 10 см. В первом случае – работая с отлично выровненной в горизонтальном положении рамой, в другом – с явно укороченной центральной тягой. При равной глубине обработки почвы культиватор с укороченной тягой потреблял на 20 % больше топлива. Точная установка окупается и при культивации!
Чем глубже обработка, тем тяжелее стрельчатым лапам
При рабочей глубине 12 см кривые расхода топлива всех трех вариантов применения лап сходятся. Разница составляет лишь несколько процентов. Даже долотообразные лапы без отвала осуществляли сплошную обработку по-настоящему тяжелой почвы. Стрельчатая лапа, а также более широкая долотообразная лапа без отвала перемешивали несколько лучше, чем вариант с шириной 8 см.
При глубине 17 см разница в расходе отчетливо увеличивается. Здесь узкая долотообразная лапа имеет преимущество: ей по сравнению со стрельчатой лапой, требуется на 10 % меньше топлива.
Стрельчатые лапы работают на пределе. Трактор не может сохранять прежнюю скорость при высокой потребности в тяговом усилии. Эффект смешивания уменьшается, сферические диски работают менее интенсивно и количество крупных комьев увеличивается.
Но, уже при использовании 12-сантиметровых лап потребность в мощности явно увеличивается, расход топлива становится на 6 % больше, чем при узких лапах. Но, на опытном поле нам не удалось найти явных различий в перемешивании почвы разными лапами.
Только в редких случаях стерня обрабатывается на глубину 22 см. Поэтому для достижения обоих вариантов глубины 22 и 27 см мы предвари тельно произвели обработку стрельчатыми лапами на глубину 7 см, что на практике общепринято. Только в наших испытаниях заранее обработанная почва не успевала дать усадку перед следующей технологической операцией.
Теперь, несмотря на предварительную обработку, при работе с лапой шириной 12 см расход топлива отчетливо увеличивался. Узкая лапа работает теперь на 15 % экономичнее, при этом, большой разницы в качестве обработки почвы не наблюдается. Это означает, что при обработке на глубину 22- 27 см имеет смысл уже использовать тонкую лапу.
Уплотненный горизонт
С последним вариантом комплектации культиватор достигал рабочей глубины 27 см, что почти соответствует максимальной глубине обработки культиватором Кarat. В этом случае расход топлива был на 50-60 % больше среднего значения всех проходов, проводимых в опыте. Кроме того, наша сводная таблица показывает скачкообразное увеличение расхода при этом варианте. После раскапывания почвенного профиля это легко можно объяснить – обычная глубина обработки в сельскохозяйственных предприятиях составляет от 22 до 25 см. При 27 см культиватор должен был захватывать более плотный слой почвы. Разница в расходе топлива между двумя вариантами долотообразных лап равнялась 16 % и была постоянной.
Мы установили
С увеличением рабочей глубины в нашем опыте расход топлива сначала увеличивается слегка не пропорционально.
При рыхлении глубже посевного горизонта расход топлива увеличивается отчетливее. Если отбросить последний вариант, то каждые 5 см глубины в наших опытных условиях, в среднем, требуют на 15 % больше топлива.
При поверхностной обработке до 7 см, различие типа лап отражается больше на качестве работы, чем на расходе топлива. Хотя обе долотообразные лапы без отвалов потребляют примерно на 10% меньше топлива, но они не обеспечивают сплошную обработку. Так как в этом случае расход топлива находится на низком уровне, то, учитывая след шага лап культиватора, все говорит в пользу стрельчатых лап.
Начиная с глубины обработки 12 см, качество обработки почвы всеми тремя типами лап почти одинаково. При наших условиях работы разница в расходе топлива составляла максимум 10 %. При обработке на глубине 12-17 см, в зависимости от типа почвы, от смены лап можно отказаться.
При больших значениях глубины обработки имеет преимущество узкая лапа (8 см). Так, при приблизительно одинаковом качестве работы и использовании широких лап (12 см), расход топлива увеличивается примерно на 15 %.
Если новый культиватор оснащен системой смены лап, то, прежде всего, встает вопрос использования стрельчатых лап и узких долотообразных лап (с наральниками 8 см).
Для таких почв, как в нашем тесте, лапы шириной 12 см можно не использовать. Но, чем легче почва, тем правильнее будет применение широкой лапы.
