Источник: Черноиванов В.И., Ежевский А.А. и др. Мировые тенденции машинно-технологического обеспечения интеллектуального сельского хозяйства: науч. изд. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2012.

---

Машины для внесения жидких  удобрений

Машины для внесения жидких органических удобрений выпускают фир­мы «Bauer» (Австрия), «Fliegl», «Kotte-Landtechnik» (рис. 1) (Германия), «Joskin» (Бельгия), «Maugum Citagri», «Pichon», «Sodimac», «Janti I», «Samara» (Франция), «Samson» (Дания) и др.

Рис.1 -   Машина для внесения жидких органических удобрений фирмы «Kotte-Landtechnik» (Германия)

Для внесения жидких органических удобрений (ЖОУ) зарубежные фирмы выпускают машины, различные по гру­зовместимости (от 2000 до 36000 л), си­стемам загрузки и распределения, вы­сокому уровню автоматизации. По типу систем загрузки они могут быть вакуум­ными, в которых заполнение цистерны осуществляется вакуумным насосом (при всасывании создается вакуум, а при внесении - избыточное давление), насосными - вместо вакуумного исполь­зуется винтовой или ротационный насос, вакуумно-насосными - дополнитель­но к вакуумному насосу устанавливается центробежный насос.

По мере роста грузовместимости машины оснащаются двух-, трех-, а в ряде случаев и четырехосными ходовыми системами, оборудованными шинами низкого давления для уменьшения давления на почву.

При поверхностном внесении с целью уменьшения загрязнения окружаю­щей среды дефлекторные системы распределения удобрений заменяются ши­рокозахватными (9,12,15,18 м) штанговыми распределительными системами, оборудованными волокушно-шланговыми рабочими органами, обеспечиваю­щими направленное внесение удобрений к корневой системе растений.

Увеличивается номенклатура машин для внутрипочвенного внесения жид­ких органических удобрений при основной обработке почвы, на лугах и паст­бищах и при междурядной обработке пропашных культур. Это обусловлено ужесточением требований к защите окружающей среды. Они, как правило, оборудованы устройствами, позволяющими в автоматическом режиме вклю­чать систему подачи удобрений только после заглубления рабочих органов и выключать ее перед их выглублением в конце рабочего хода.

Повышению качества внесения удобрений и надежности работы машин, как для поверхностного, так и внутрипочвенного внесения способствует при­менение распределительных головок с измельчающими устройствами с при­водом от гидромотора.

Большинство машин имеют устройства, предотвращающие вытекание удо­брений после окончания технологического процесса.

В последнее время наметилась тенденция разработки универсальных шасси, позволяющих за счет сменных емкостей формировать агрегаты для внесения твердых и жидких (поверхностно и внутрипочвенно) органических удобрений, а также транспортные средства для перевозки материалов малой плотности.

Расширяется оснащение современных машин для внесения жидких органи­ческих удобрений электронными системами, позволяющими измерять и фик­сировать основные параметры их работы и автоматически управлять работой основных блоков, узлов, рабочих органов, обеспечивающими оптимальные рабочие условия, повышение безопасности и комфортности труда оператора.

На выставке «Agritechnica-2011» ряд фирм удостоен серебряных медалей за разработки электронных систем (рис. 2).

Рис. 2 – Разбрасыватель удобрений с системой GFOspread

Разбрасыватель удобрений, оборудованный системой посегментного под­ключения ширины захвата GEOspread фирмы «Kverneland» (Германия), обе­спечивает автоматизированное внесение оптимальных доз удобрений на краю поля, поворотных полосах и на участках в виде клиньев (см. рис. 2).       Используя сигналы GPS, второй двигатель в режиме реального времени из­меняет точку подачи удобрений на разбрасывающий диск, тем самым изме­няя угол сброса удобрений и корректируя дозу внесения. При этом скорость вращения разбрасывающих дисков остается неизменной, чтобы избежать не­гативного влияния на поперечное распределение удобрений. GEOspread уста­навливается на технике вне зависимости от фирмы-производителя и работает со всеми универсальными терминалами, поддерживающими посегментное подключение на базе ISOBUS.

Система разбрасыва­ния HeadlandControl фирмы «Amazonen-Werke» (Гер­мания) оптимизирует раз­брасывание удобрений на пограничных участках по­лей (рис. 3). Границы полей состоят из различ­ных боковых участков, на­пример, поворотных полос и клиньев с многочислен­ными перехлестами шлей­фа. До сих пор корректное разбрасывание удобре­ний можно было провести только на небольшом чис­ле пограничных участков.

Система HeadlandControl состоит из автоматически переключае­мого, самоочи­щающегося устройства разбрасывания на границах (AutoTS) и программного обеспечения для управления устройством разбрасывания на границах, кото­рое учитывает трехмерные свойства шлейфа разбрасывания при перехлесте и осуществляет соответствующие коррективы.

Программное обеспечение HeadlandControl установлено и на управля­ющем ISOBUS-терминале AMAPAD и сообщается с орудием через ISOBUS. Характеристики распределения внутри шлейфа изменяются всегда таким об­разом, что они подходят к соответствующему участку границы или перехлесту. При этом с самого начала учитываются и результаты запланированных после­дующих проездов. Участки вдоль границ не испытывают ни недостатка, ни избытка подкормки. Удобрения используются оптимально, а потенциал урожай­ности полностью реализуется и на границах поля. Выполняются все нормативы по охране окружающей среды, а оптимальная доступность для растений со­кращает вымывание. Благодаря автоматизации рабочих процессов облегчает­ся труд механизатора.

Система    управления Spread    Control    фирмы «Rauch»  (Германия) для дискового     разбрасыва­теля удобрений обеспе­чивает автоматизацию и одновременную опти­мизацию   открывания и закрывания дозирующих задвижек на поворотных полосах и клиньях.

В отличие от существовавших до  сих пор систем   впервые   произ­водится   точный   расчет оптимальных положений переключения в зависи­мости  от параметров и свойств  удобрения. При этом учитывается картина простран­ственного распределения удобрений из-за их аэродинамичных свойств. Таким образом, система Spread Control не зависит от неточных, основанных на лич­ном опыте тракториста данных по включению и отключению дозирующих щитков. Одновременно она создает базу для оптимального распределения удобрений на клиньях поля (посегментное подключение ширины захвата) при несоответствующей колее ширине захвата или кривых колеях. Благодаря оптимальным точкам переключения в поле удается сэкономить удобрения, избежать чрезмерного или недостаточного внесения удобрений, повысить ка­чество и сберечь окружающую среду. Тракторист может сосредоточиться на управлении и наблюдении за машиной.

Система WindControl фирмы «Amazonen-Werke» была разработана для компенсации воздействия ветра при использовании центробежных разбрасы­вателей.

Разбрасыватель оснащен метеостанцией, которая регистрирует силу и на­правление ветра в каждый конкретный момент в зоне шлейфа разбрасыва­ния.

Переключающий механизм, комбинированный с управляющей компью­терной программой, изменяет число оборотов разбрасывающих тарелок и точку подачи на них удобрения. При этом учитываются различия видов удобрений по размерам гранул. Измеренные показатели сохраняют­ся в процессоре, что дает возможность ис­пользовать данные о различных свойствах отдельных удобрений для моделирующих расчетов. На основе из­меренных метеостан­цией данных в процес­соре рассчитываются необходимые коррек­тировки и производят­ся соответствующие регулировки разбрасывающего механизма разбрасывате­ля, результатом является стабильное поперечное распределение удобрений даже при воздействии ветра. Это оптимизирует действие удобрений и предот­вращает загрязнение водоемов. Кроме того, увеличивается период возмож­ной эксплуатации.

Источник: Черноиванов В.И., Ежевский А.А. и др. Мировые тенденции машинно-технологического обеспечения интеллектуального сельского хозяйства: науч. изд. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2012.

---

Развитие технических средств  для транспортировки и внесения органических удобрений

Ежегодно в сельском хозяйстве страны образуется до 250 млн. т органических отходов, из них более150 млн. т приходится на животноводство и птицеводство. Уровень заболеваемости населения в районах функционирования  крупных животноводческих предприятий и птицефабрик в 1,6 раза превышает средний показатель  по России.

Многочисленные исследования подтверждают отрицательное влияние животноводческой фермы на состояние воздуха прилегающих территорий. Например, птицефабрика на 400 тыс. несушек получает в год такое количество помета, что при разложении его выделяется около 700 т газов, в том числе 450 т метана (65%), 208 т углекислого газа (30 %), и 35 т водорода, индола, скатола, сероводорода, аммиака и других соединений (5 %). Ущерб экосистеме от такого выброса оценивается в 440 млн. руб. Даже в 50-200 м от фермы загрязнение воздуха очень значительно – около 78% от загрязненности на ферме.

В настоящее время в России функционирует более 1600 крупных животноводческих предприятий, птицефабрик с  бесподстилочным содержанием животных, птицы. Ежегодно объемы производства полужидкого навоза, помета, навозных и пометных стоков в хозяйствах страны превышают 165 млн. т.

По данным Росстата  ежегодно объемы  внесения  органических удобрений  снижаются (табл.1) из-за  недостаточно развитой материально- технической базы по производству и применению органических удобрений. Скапливаясь, навоз и помет  загрязняет прифермские территории.

Таблица 1. Внесение органических удобрений в сельскохозяйственных организациях

Развитие агрохолдингов  с индустриализацией животноводства и птицеводства и внедрение новых интенсивных технологий  в сельскохозяйственное производство предопреляют  увеличение объемов производства жидкого навоза, помета, навозных и пометных стоков к 2010 г на 35 %.

Для получения  стабильных урожаев сельскохозяйственных культур в условиях России необходимо  повышать дозы  внесения органических удобрений. В 2006 г. этот показатель составил 0,9 т/га. Одной из причин такого положения является недостаток машин  для внесения органических удобрений и особенно жидких.  Число машин  для внесения твердых и жидких  органических удобрений  за последнее время ежегодно снижается (табл. 2).

Таблица 2 - Машины для внесения органических удобрений (тыс. шт.)

По сравнению с 2001 г их число уменьшилось в 2,4 раза.

Жидкие органические удобрения. В настоящее время  в России материально-техническое  обеспечение технологий внесения жидких органических удобрений находится в катастрофическом состоянии. Имевшаяся в хозяйствах техника для внесения ЖОУ практически отсутствует.

До начала перестройки усилиями ученых, конструкторов был достигнут высокий уровень механизации приготовления и внесения как твердых, так и жидких органических удобрений.  Разработаны комплексы высокоэффективных машин: для производства органоминеральных удобрений, компостов - ПНД-250, МПК-Ф-1; для внесения твердых органических удобрений - РОУ-6, ПРТ (МТТ)-10, МТТ-13, МТТ-19; для поверхностного внесения - РЖТ-4, РЖТ-8, РЖТ-16, МЖТ-19. Создан комплекс машин для локального внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений - АВВ-Ф-2,8 (на лугах и пастбищах), АВМ-Ф-2,8 (при междурядной обработке пропашных культур), АВО-2,8 (при основной обработке почвы). Созданы и испытаны экспериментальные образцы машин для внесения полужидкого навоза. По основным технико-эксплуатационным и качественным показателям эти машины и в настоящее время сравнимы с зарубежными аналогами (Табл. 1).

1.Технические характеристики машин для внесения жидких органических удобрений

В настоящее время в России собственного производства машин для внесения жидких органических удобрений нет. В хозяйствах  используются  цистерны-полуприцепы МЖТ-10, МЖТ-16, РЖТ-4М, РЖТ-8. РЖТ-16,  выпускаемые заводами  Беларуси. Все они предназначены для поверхностного внесения ЖОУ.

На экологию окружающей среды и на эффективность сельскохозяйственного производства в целом существенно влияют  технологии внесения жидких органических удобрений. Установлено, что из распределенных  по поверхности жидких органических удобрений  интенсивно выделяется и улетучивается аммиак. Запашка жидкого навоза через 24...48 ч после внесения приводит к снижению урожайности на 8...30% по сравнению с запашкой одновременно с внесением удобрений. При поверхностном внесении 100 т/га жидкого навоза потери аммиака доходят до 20 кг/га, а при внутрипочвенном - не превышают 2 кг/га. Вследствие неизбежных потерь аммиака и возможного смыва жидких органических удобрений (ЖОУ) в водоемы технология поверхностного внесения их не может найти повсеместного применения.

Внутрипочвенное внесение ЖОУ позволяет повысить их окупаемость на 15...30%, снизить загрязнение окружающей среды и предотвратить заражение кормовых культур гельминтами в системе безотходных технологий «растение-животное-поле».

Анализ информационных источников показывает,  что основными критериями  развития машин для внесения ЖОУ являются: равномерное распределение удобрений, снижение потерь питательных веществ и  лучшее использование их,  щадящее действие на почву, применение низкозатратных и экологичных технологий внесения. Выполнение этих требований будет способствовать получению высоких стабильных урожаев сельскохозяйственных культур и снижению загрязнения окружающей среды,  а также эффективности сельскохозяйственного производства.

И за рубежом при разработке машин для внесения ЖОУ этому уделяется большое внимание.

Представляют интерес технические решения, предложенные фирмой  Bauer (Австрия). В разрабатываемых ею машинах для внесения жидкого навоза  для загрузки и разгрузки используются вакуум-насосы, насосы или одновременно и те и другие.

Для предотвращения расслаивания навоза в процессе транспортирования его к месту внесения машины фирмы «Bauer»  оснащены механическими (рис.1) и пневматическими (рис.2)  системами перемешивания. У машин, оснащенных компрессорами В33 и В83, установлена одна труба для перемешивания. У машин, оснащенных компрессорами В100 и В140, установлено две трубы.

Широкую гамму машин для внесения жидкого навоза выпускает фирма «Joskin»  (бельгия).

К тракторам класса 2 выпускается серия одноосных машин грузовместимостью 6000, 7000, 8000, 9000 литров. Заполнение емкости производится посредством вакуум-насосов и центробежных насосов. Машины этих моделей обеспечивают поверхностное и внутрипочвенное внесение жидких органических удобрений влажностью свыше 90%.

Поверхностное внесение удобрений осуществляется посредством штанги, на которой закреплены гибкие шланги, соприкасающиеся непосредственно с почвой. Такая конструкция распределяющих рабочих органов обеспечивает равномерное внесение удобрений на всей ширине захвата штанги. Размещение рабочих органов непосредственно у поверхности почвы существенно снижает загрязнение воздушного бассейна.

К тракторам класса 3 т выпускается 4 типоразмера одноосных машин грузовместимостью от 9000 до 12000 л. Машины обеспечивают как поверхностное, так и внутрипочвенное внесение жидких органических удобрений. Отличительная особенность машин состоит в том, что для загрузки машины используется комбинированный способ - посредством вакуума производится заполнение центробежного насоса жидкими удобрениями, а затем загрузка производится посредством насоса.

К тракторам тягового класса 5 выпускаются двухосные машины вместимостью  16000-24000 л.

Ряд модификаций машин фирмы«Joskin» и «Рichon» для загрузки
оснащаются центробежными насосами, расположенными на штанге, управляемой из кабины трактора.

С целью повышения качества распределения удобрений и снижения загрязнения окружающей среды при поверхностном его внесении машины фирмы «Joskin» оснащены оригинальными, расположенными близко к поверхности поля  распределяющими рабочими органами дефлекторного типа (рис. 3). Для облегчения загрузки машины сопло установлено на шарнирных петлях, что позволяет легко подсоединять  загрузочный шланг.

Отличительная особенность конструкции машины состоит в том, что она имеет универсальную систему агрегатирования сменных адаптеров, а распределительная многоканальная головка снабжена измельчающим устройством, снижающим вероятность забивания распределительных каналов растительными остатками.

Внутрипочвенное внесение ЖОУ на глубину до 18 см осуществляется посредством сменного адаптера, выполненного в виде  рыхлительных рабочих органов, к которым по гибким трубопроводам  диаметром  40-60 мм подводятся удобрения (рис. 4).

Заслуживает внимания оригинальная система включения и отключения подачи рабочей жидкости  при заглублении и выглублении рабочих органов при внутрипочвенном внесении.

Машины оснащены современными электронными системами контроля и управления технологическими процессами загрузки и внесения удобрений.

Фирма «Pichon» (Франция) производит  машины грузовместимостью от 3000 до  24500 л.  К машинам  для внутрипочвенного внесения ЖОУ  в состав дополнительного оборудования входят различного типа лапы и диски, комплект штанг для подачи удобрений от распределяющего устройства в борозду. При поверхностном внесении удобрений вместо распределяющих  рабочих органов дефлекторного типа широко используют штанговые распределительные системы. Удобрения по трубам подаются в междурядья (при подкормке пропашных культур) непосредственно на почву. При внесении удобрений растения отодвигаются в сторону, а навозная жижа подается под листья в почву. После внесения растения смыкаются, закрывают почву и сводят к минимуму испарения и загрязнение окружающей среды.

Французская фирма «Sodimac» выпускает типоразмерный ряд машин для внесения ЖОУ с емкостями вместимостью 8000-22000 л. Они могут оснащаться полноповоротным загрузочным устройством, пальцевой мешалкой, ходовой частью с регулируемой колеей, электрогидравлической системой управления. Для приземного и внутрипочвенного внесения ЖОУ машины оснащаются штангами с дефлекторными насадками, расположенными по всей ширине захвата или по концам штанги, штангами с полужесткими пластиковыми шлангами, осуществляющими полив корневой зоны растений, системами внесения удобрений в травостой кормовых угодий и по стерневому фону.

Фирма Harso Maskiner A/S разработала машину для внесения жидкого навоза на посевах зерновых культур, трав и на почве без растений. Рабочие органы выполнены в виде пиловидных роликовых сошников, соединенных через цепочную передачу с колесом трактора. Сошник образует борозду с рыхлым дном шириной 27 мм, в которую поступает жидкий навоз. Глубина борозды регулируется в зависимости от типа почвы, культуры, а также объема вносимого навоза. Выполнение сошника вращающимся уменьшает риск затягивания растущих растений. Навоз немедленно абсорбируется разрыхленными стенками борозды, которая расширяется в направлении дна. Это способствует увеличению объема навоза, вносимого в борозды при уменьшении эмиссии аммиака и других газов.

Компания Agrovo A/S предлагает съемный адаптер (грядоделатель), позволяющий одновременно вносить жидкий навоз (обычно при выращивании кукурузы и репы). Он навешивается на трехточечное навесное устройство на машину для внесения жидкого навоза вместо традиционного распределителя. Агрегат вносит жидкий навоз ленточным способом с одновременным заделыванием полос. Кукурузу после этого сеют в верхние гребни. При этом семена кукурузы располагаются непосредственно над лентами, благодаря чему они легко извлекают питательные элементы в момент вегетации. Кроме того, данный способ позволяет уменьшить расходы фосфорных удобрений в процессе посева.

Датская фирма Samson Argo A/S предлагает компьютер Track Master (он устанавливается на панели в кабине трактора) для управления МТА в процессе внесения жидкого навоза. Благодаря сигналам GPS компьютерная система выполняет функции электронного курсора и определяет колею соседнего прохода агрегата. При этом данные с каждого поля переносятся на электронный носитель, который можно использовать в персональном компьютере и получать карты внесения жидкого навоза. По этим картам компьютер Slurry Master 6000 той же системы обеспечивает дифференцированное внесение жидкого навоза.

Фирма «Jantil» (Франция) производит одно-, двух- и трехосные цистерны-полуприцепы вместимостью 4500-24000 л, оснащенные электрогидравлическими системами DPA, позволяющими управлять нормой расхода удобрений пропорционально рабочей скорости движения.  Как и другие фирмы, она уделяет особое внимание разработке оборудования для приземного и внутрипочвенного внесения ЖОУ.

Фирма «Fliegl» (Германия) выпускает вакуумные полуприцепы-цистерны вместимостью 3000-25000 л и насосные – 5000-25000 л. Серийно  машины оснащаются: оцинкованными цистернами из  высококачественной стали, универсальным прицепным устройством для верхнего и нижнего сцепления, клапаном с самоочищающимся сифоном, задвижкой с муфтой для быстрого соединения шлангов, шланговой системой для приземного внесения удобрений, шнековым распределителем Garant. Фирма также предлагает разнообразное дополнительное оснащение: двухмостовое шасси с параболическими рессорами, различные варианты дефлекторных разбрасывателей, шайбовый разрыхлитель  рядов для внутрипочвенного внесения удобрений, устройство для наземного равномерного распределения удобрений и крепление для соблюдения одинакового расстояния между шлангами (рис. 5).

В последнее время наметилась тенденция разработки универсальных  полуприцепных шасси, оборудованных системой смены кузовов типа  «Мультилифт», конструкция которых позволяет из съемных цистерн (емкостей) формировать агрегаты для внесения жидких органических удобрений (поверхностно и внутрипочвенно), а также, устанавливая другие сменные кузова,  использовать как транспортное средство для перевозки различных грузов.

Серию таких полуприцепных шасси cargo-LIFT, оснащенных управляемым телескопическим рычагом для загрузки на шасси цистерны для внесения жидкого навоза (рис. 6), предлагает фирма «JOSKIN». Управление системой полностью гидрофицировано. Такое конструктивное решение специального полуприцепного шасси позволяет использовать его как  модульное транспортное средство,  предусмотренное для 5 типов оборудования: цистерн вместимостью от 16000 до 24000 литров для внесения жидкого навоза, оснащенных широким спектром распределяющих устройств компании JOSKIN (штанги и всевозможные инжекторы для внутрипочвенного внесения навоза), силосных кузовов объемом 40 и 45 м3, самосвалов с объемом от 18 до 25 м3 и разбрасывателя твердого навоза грузоподъемностью 19 т. Благодаря быстрой смене оборудования такая система позволяет использовать более рационально его в течение года.

Фирмой VMR Veenhuis (Нидерланды) разработаны универсальные двухосные и трехосные плуприцепные шасси, позволяющие формировать агрегаты для внесения твердых и жидких (поверхностно и внутрипочвенно) органических удобрений, а также транспортные средства для перевозки материалов малой плотности объемом до 40 м3.  Трехосное шасси оснащено автономным загрузочным устройством типа ВИМ-ЛИФТ.

Определенный интерес представляет система агрегатирования, обеспечивающая смещение продольной оси машины относительно продольной оси трактора. При этом колеса машины не проходят по следу трактора. Таким образом,  достигается уменьшение уплотнения почвы.

Машины для внесения удобрений грузовместимостью более 20000 литров оборудованы гидравлическими системами, обеспечивающими равномерную нагрузку на оси.

Фирма «Deguillaume» (Франция) предлагает одно-, двух- и трехос­ные  полуприцепные шасси грузоподъемностью 3-30 т с рычажно-крюковой системой смены кузовов, усиленной рамой, собственной гидросис­темой, восемью сменными кузовами (в том числе цистерной для внесения жидкого навоза).

Аналогичные конструкции полуприцепных шасси с системой смены кузовов производят фирмы «Krampe» (Германия), «Fors MW» (Швеция), «Rolland» (Франция)  и др.

Фирма «Joskin» производит два несущих полуприцепа-шасси: двухосный «Cargo TSM» и трехосный «Cargo TRM»  Они укомплектованы пневматическими тормозами, подруливающей систе­мой, гидропневматической подвеской, четырьмя сменными кузовами на стойках для перевозки жидкого навоза, насыпных грузов, силоса, а также навозоразбрасывателем. Система замены кузовов представляет со­бой опору из четырех стоек. После того как полуприцепное шасси подъезжает под орудие, производится подъем его за счет подвески ходовой системы и гидропневматического дышла. Закрепление осуществляется посредс­твом системы Twist-lock.

Фирма «Annaburger» (Германия) предлагает  шасси-полуприцеп с гидравлической подвеской серии «Multi Land Plus» (рис. 7) и модульными кузовами.

Для обеспечения высокой производительности шасси-полуприцепа, максимального его использования в течение года, низких эксплуатационных затрат разработаны и используются шесть моделей  кузовов: цистерна для транспортировки и внесения жидкого навоза и жидкого аммиака; кузов универсального разбрасывателя для внесения навоза, куриного помета, компоста и извести;  кузов для перевозки измельченной растительной массы убранного урожая трав и кукурузы; корытообразный самосвальный кузов, используемый  на всех уборочных работах  и на транспортировке других сыпучих грузов;  кузов перегрузочного прицепа для перевозки рапса, зерновых культур и подсолнечника;  платформа  универсального назначения (для перевозки всевозможных грузов,  например, тюков сена и соломы).  При необходимости  кузова можно заменить за 20 мин.

 Материал подготовила: Шилова Е.П.