А.К. Атыханов, Е.Б.Мукажанов, М.К.Баймукашев

Сорняки отличаются большой устойчивостью к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям. Приспосабливаясь к жизни культурных растений, они вырабатывают аналогичные им свойства как высокоорганизованные растения, обладают высокой экологической пластичностью, что в конечном итоге ведет к потерям, снижению урожайности сельскохозяйственных культур и соответственно влияет на качество продукции и конкурентоспособность.

Основной вред, причиняемый сорными растениями, состоит в резком снижении урожаев сельскохозяйственных культур с одноименным ухудшением качества получаемой продукции. Это происходит в результате конкуренции между культурными и сорными растениями за основные факторы жизни – воду, свет и питательные вещества.

Потери урожая от сорняков, болезней, вредителей различных культур в мире очень велики и составляют:- зерновые - 500-510 млн. т.,- сахарной свеклы – 65-75,- картофеля – 125-135,- овощей – 78-79,что составляет 30-40% общего сбора продукции и оценивается астрономической цифрой – 75 млрд. долларов.

Особенно заметный ущерб причиняют сорняки в условиях систематического применения минеральных удобрений коэффициент использования питательных веществ культурными растениями в среднем составляет 30-40%, а сорняками – значительно больше.

Кроме прямого вреда, сорная растительность вредит косвенно, являясь очагом распространения вредителей и болезней сельскохозяйственных культур.

Существует множество способов, приемов и средств уничтожения сорняков, в том числе химические, биологические, механические, агротехнические, севообороты и т.д. Каждый из них имеет как ряд положительных воздействий, так и отрицательных.

Так химические средства, в виде гербицидов, даже действуя избирательно, имеет способность накапливаться в культивируемом растении, плоде и его продуктах, что снижает ценность сельскохозяйственного продукта, а в некоторых случаях может нанести вред здоровью потребителя. Кроме того, химические средства не безопасны для микро и макрофлоры почвы, животным, зверькам и т д., которые могут пострадать от контакта с химикатами, а при длительном воздействии – к мутации, смерти.

Кроме того, гербициды сплошного действия (общеистребительные) уничтожают все растения (культурные и сорные). В связи с этим их целесообразно применять на необрабатываемых и сильно засоренных землях.

Биологические способы борьбы основаны на уничтожении сорняков с помощью специализированных насекомых, грибов, бактерий, вирусов, которые развиваются и размножаются на определенных видах растений.

Почвообрабатывающими машинами и орудиями можно создать условия для провокации прорастания семян сорняков, а затем уничтожить появившиеся всходы.

Целью исследования является создание и реализация экологически безопасной технологии и технического средства глубокого извлечения корневищных сорняков, наиболее полное очищение полей от многолетних сорняков и как следствие, обеспечивающих повышение урожайности зерновых, зернобобовых.

В работе предполагается провести системный анализ научной информации, передового опыта по технологиям и техническим средствам уничтожения глубококорневых сорняков с целью теоретического обоснования рабочих параметров машины, изучить физико-механические, абразивные свойства почвы и сорных растений, установить их влияние на рабочие органы машины. Кроме того, необходимо установить закономерности влияния сопротивления почвы, корневой системы на рабочий орган и в целом на машину в форме формул, математических зависимостей, графиков и т.д., а также дать теоретический расчет тяговых и энергетических параметров установки. На основе изложенного необходимо подготовить техническое задание на проектирование технического средства уничтожения глубококорневых сорняков.

Тема была актуальна во все времена, однако стала более востребованной в настоящее время, когда стал вопрос о конкурентоспособности отечественной сельхозпродукции, возросли цены на энергоносители, и ужесточились экологические требования к производству любой продукции, в том числе сельскохозяйственной. Она стала особо значимой в настоящее время, когда Правительство Казахстана целенаправленно осуществляет политики всемерной поддержки сельскохозяйственного товаропроизводителя и его защиту в условиях вступления государства во Всемирную торговую организацию (ВТО). Поэтому данной темой занимались и занимаются многие ученые и организации, как в Казахстане, так и зарубежом, в частности в Научно-производственном центре механизации и электрификации сельского хозяйства, Научно-производственном центре зерновых культур имени Бараева, Казахском национальном аграрном университете, Белорусском государственном университете, Сибирском государственном технологическом университете РФ, Брянской сельхозакадемии РФ и др.

Вопросами разработки способов и технических средств борьбы с сорняками посвящены решения ряда ученых, в частности известен способ обработки почвы при возделывании пропашных культур, включающий рыхление почвы на различную глубину с образованием крупных фракций почвы в верхнем слое пласта. Образование рыхлого слоя почвы с преобладающей долей фракции размером более 25 мм лишает сорняки опоры для дальнейшего роста патент [1]. Также по сущности вопроса известен способ борьбы с болотными сорняками включающий вспашку почвы на глубину 10-15 см с неоднократным подразделением пласта в горизонтальной плоскости, формирование гребней, которые при повторной вспашке смещают, а обработку прекращают при определенной влажности корней и корневищ [2].

Известно устройство для извлечения корневищных остатков из почвы, включающее барабан с закрепленными на нем зубьями и установленные на стойках подрезающие лапы. Барабан установлен впереди стоек подрезающих лап и снабжен дисковыми ножами [3].

Известно орудие для извлечения корневищных остатков из почвы, содержащее установленный за плоскорежущими лапами приводной зубовой барабан. Барабан выполнен в виде вала с кронштейнами, в которых подвижно установлены параллельные валу держатели с зубьями. На валу установлен приводной вибратор [4].

Известно устройство для обработки почвы и извлечения из нее корневищ содержащее раму с закрепленными на ней подрезающими лапами, извлекающий барабан, состоящий из вала и рядов вычесывающих элементов и механизм привода, состоящий из гидроцилиндров и храповых муфт [5].

Все вышеперечисленные способы и устройства большей или меньшей степени эффективны для уничтожения в основном методом излечения корневищ, расположенных на глубине от 12-14 см (пырей ползучий) до 20-25 см (камыш). В то же время известно, что глубина расположения основной массы корней размножения многих корневищных (острец, свинорой) и корнеотпрысковых (бодяк полевой, горчак розовый, молочай и др.) достигает 40-45 см и более. В таких случаях эффективность применения указанных способов и устройств снижается, ввиду оставления в нижележащих слоях значительного количества жизнеспособных корней размножения.

Нами предложен новый способ борьбы с многолетними сорняками, включающий обработку почвы на глубину корнеобитаемого пласта, его размельчение, отделение корневищ от почвы и извлечение на поверхность с последующим иссушением [6]. Данное предложение устраняет многие недостатки известных решений.

В результате получим прямую пользу от реализации проекта в виде технологии борьбы сорняками и оборудования для ее выполнения. Вследствие применения данной технологии хозяйства получать возможность значительно увеличить урожайность пшеницы, ячменя и кукурузы, в среднем на 30 %. Соответственно у него снизятся затраты на производство, снизится себестоимость продукции, что предоставит возможность снижать цены по сравнению с другими производителями аналогичной продукции, т.е. наши хозяйства будут более конкурентоспособным на рынке товаров и продукции.

В результате реализации будет внедрена технология борьбы сорняками на основе усовершенствованного устройства по глубокой вспашке, извлечению на поверхность корней многолетних сорняков.

Данная технология будет способствовать использованию более эффективной технологии, позволяющую повысить урожай пшеницы, кукурузы и других зернобобовых культур и соответственно рентабельность ее производства. В результате чего фермеры получат возможность производить большее количество продукции, что должно увеличить их доходы.

Предлагаемая технология экологически безопасна во всех компонентах и потенциально не может нанести ущерб окружающей среде, так как базируется на механическом воздействии на почву, наиболее близкого к естественному. Негативное взаимодействие с почвой, водой, воздухом не происходит.

Список использованных источников:

1. 
   №2044433 РФ МПК А01В 79/00, 79/02. Способ обработки почвы при возделывании пропашных культур /А.М. Малиенко, В.И. Ветохин, Г.И. Максимович.
   
2. 
   Патент № 2048045 РФ, МПК А01В 79/02. Способ борьбы с болотными сорняками/ В.К. Сапелькин, В.И. Воробьев, В.В. Лихоманов. – № 5022796/15; заявл. 22.01.92; опубл. 20.11.95
   
3. 
   Авторское свидетельство №1050590 СССР, МПК А01В 39/18. Устройство для извлечения корневищных остатков из почвы / Г.И. Пальмин, М.П. Юн, Н. Юнусов, Ю.И. Дамаев. - №3460071/30-15; Заявл. 28.06.82, опубл. 30.10.83.
   
4. 
   Авторское свидетельство № 1565367 СССР, МПК А01В 39/18, 33/02. Орудие для извлечения корневищных остатков из почвы/ В.В. Тумурхонов, В.И. Хандалов, В.Б. Бохиев, Д.О.Юндусов, Д.Ц. Амагаев; заявл. 01.02.88, опубл. 23.05.90.
   
5. 
   Авторское свидетельство № 1607706 СССР, МПК А01В 39/18, 49/02). Устройство для обработки почвы и извлечению из нее корневищ, С.В. Герман, Ю.В. Терентьев; № 4394555/30-15; заявл. 20.01.87. опубл. 23.11.90.
   
6. 
   Предварительный патент Республики Казахстан на изобретение № 19201.
   

Устройство представляет собой барабан 4 (рис.1) с иглами 2 для нанизывания листьев, рукоятки 3 и поддон 7, с расположенным на нем контейнером 9. Барабан может быть выполнен из различных материалов (металл, пластмасса, дерево).

Рисунок 1–Схема устройства для уборки опавшей листвы (УУОЛ-1)

В нашем случае барабан выполнен из полихлорвиниловой пластмассовой трубы толщина стенки-7мм, и диаметр-110мм. Для увеличения массы барабана в торцы трубы впрессованы металлические вставки. Во вставках по центру просверлены отверстия диаметром 8мм через которые соединяется с осью 5. Поддон 7 крепится на оси. К поддону под углом 130⁰ закреплена рукоятка 3. С наружной стороны на оси 5 установлены колеса 1 диаметром 130мм. Диаметр колес больше диаметра барабана на 20мм, т.е. они выступают на 10мм, из расчета, чтобы нанизанные на иглы листья имели запас нанизывания, а также для предотвращения изгиба игл. Иглы 2 изготовлены из стали 30, диаметром 1,2мм. В барабане отверстия выполнены диаметром 1,1мм, т.е. иглы в отверстия барабана запрессованы с натягом, что предотвращает самопроизвольное выпадение игл. Для съема листьев в поддоне со стороны барабана установлена гребенка 6, через прорези которых проходит иглы. Причем поддон в этой части подходит к барабану под острым углом 30-35⁰ для облегчения съема листьев с барабана. Для снижения нагрузки на руки оператора-уборщика и предотвращения самоопрокидывания поддона, под ней расположено опорное колесо 8. Рабочий орган показан на рисунках 2.

1. 
   Производительность-до 300кг/час или 0,3га
   
2. 
   Емкость контейнера- 4кг
   
3. 
   Габариты 1200х400х130мм
   
4. 
   Масса 4,7кг
   

Рисунок 2–Общий вид барабана с гребенкой