Машини в биоземеделието
Техника за подготовка на почвата и борба с плевелите
Традиционните индустриални селскостопански системи осигуряват големи обеми от световното производство на култури, но водят до деградация на земята, водните ресурси и екосистемите, емисии на парникови газове и намаляване на биоразнообразието. Съвременното биологично земеделско производство подобрява екосистемата, запазва почвеното плодородие, защитава здравето на човека. Отглеждането на всяка биоземеделска култура започва с машинна обработка на почвата и борба с плевелите.
Текст: списание АгроБио Техника
снимка: Bosch
Схемата за обработка на полета се основава на индивидуален подход към всяко конкретно поле. Това е безобръщателно обработване на почвения пласт, или плитко подмятане на стърнища до определена дълбочина. Няма специална технология за биологично земеделие, както и в No-Till farming. Конвенционалните селскостопански машини се избират за конкретните нужди на механичната обработка в различни етапи на вегетация. Използването на зъбни, ротационни брани при непрекъснато сеене на културите е възможно, до началната фаза на развитие на плевелите. Основните инструменти за борба с вредители и плевели в биологичното земеделие, са сеитбообращението и механичната обработка. Сеитбообращението може да предотврати появата на болестта и е профилактика срещу вредители и плевели. За борбата с плевелите за цикъл на отглеждане на културите, се извършват до седем механични обработки на почвата в едно поле-дискуване, култивиране, брануване. Борбата с плевелите е основната и най-скъпата част в биоземеделието, тъй като използването на хербициди и пестициди и всякакви други химически продукти за растителна защита, е забранено.
В областта на механизацията на селскостопанското производство са намерени решения за ефективни методи за борба с плевелите и предотвратяване на ерозионните процеси. Понастоящем има няколко основни типа оран на земята - основна с обръщане, основна без обръщане, система „No-Till” и повърхностна система за обработка на почвата, наречена минимална. Често между специалистите се водят спорове относно избора на определена система за обработка на почвата. В аргументите в полза на определена система рядко се дават характеристики на развитието на почвената микрофлора. Биологичното земеделие е високотехнологичен сегмент в селскостопанския сектор. Основата за разработването на интегрирани технологии и приемането на оперативни решения, са данните от мониторинг. Точната интерпретация на голямо количество многофакторна информация и навременните действия въз основа на анализа, определят ефективността на цялото биоземеделско производство.
Основни агротехнически операции
Подготовката на почвата за новата култура през следващата година започва веднага след прибирането на реколтата. Затова първата операция е подмятането на стърнищата. То осигурява разораване на почвата до дълбочина 10сm, смесването й и подрязването на плевелите. При наличие на голям брой растителни остатъци се препоръчва брануване. Дисковите брани отрязват дългите стъбла и коренищата на плевелите.
Следващата операция е основната оран - есенна или пролетна. Ползите и вредите от оран на почвата с обръщане на пласта често са противоречиви. В много отношения ефективността на избраната система за обработка на почвата зависи от почвените и климатичните условия. Интензивното разрохкване на долните почвени слоеве без обръщане на пласта се комбинира едновременно с раздробяване и смесване на горния слой. Препоръчително е да се работи не по-дълбоко от 35сm, тъй като уплътненият слой пада на дълбочина не повече от 25-27сm. Дълбокото разрохкване е една от последните операции на почвата през есента след прибиране на реколтата.
Пролетната работа на полето започва с физическото съзряване на почвата, когато се активират микробиологичните процеси в нея. Една от първите операции е брануване на почвата с цел разрохкване на горния слой и борба с плевелите. В случай на висока степен на заплевеност се използва методът на изтощение. Този метод включва повторно обработване на почвата 2 седмици след първото, за да се намали енергията на растежа на плевелите. Последната предсеитбена обработка се извършва непосредствено преди сеитбата на посевите.
Втора операция за намаляване на заплевеността е сляпото брануване. То се извършва преди появата на поникнали посеви. След поникването се препоръчва обработката на почвата с ротационна брана, когато плевелите са във фаза на бели нишки. Използването й позволява да се избегнат годишните плевели до 95%. При междуредовите култури се използват междуредови култиватори, които унищожават плевелната растителност в тази област.
Основна техника за подготовка на почвата и борба с плевелите
Независимо от размера на биологичната ферма, биологичните производители имат нужда поне от минимална техника, за да направят работата си по-лесна. Относително малък парцел може да се обработва и събира ръчно, но фермерите с широко-мащабно производство, трябва да имат оборудване за биологично земеделие, което да им помогне в целия процес. Във всеки случай общият принцип за биологичните системи е, че оборудването трябва да работи заедно с природните системи, за да се подобри цялостната полза за биопроизводителите и природата.
Машините, които биоземеделските производители трябва да имат за подготовка на почвата и борбата с плевелите в по-големите полета, са трактор, плуг, брана, култиватор.
Механизирани плугове за обработка
Плуговете са съвременни земеделски машини за обработка на почвата. Обработката на полетата, чрез използване на машини дърпани от трактори, позволява тази обработка да се осъществява върху големи площи земя за кратък период от време. В днешно време фермерите могат да обработват всякакъв тип почва посредством механизирани плугове. Тяхната употреба в земеделието повишава и подобрява качеството на продукцията.
Тракторът е основната машина, която е необходима за успешната обработка на почвените полета. Плуговете са прикачен инвентар, който се закача и тегли от трактора. Последният е двигател и контролиращ орган на плуговете. С лемежните плугове механизирано се обработва горния слой на почвата, който се разтрошава и обръща. В биологичното земеделие основният подход при основната обработка се основава на дълбоко разрохкване с плитко смесване и оставяне на растителни остатъци върху повърхността на почвата. Затова с лемежните плугове механизирано се обработва горния 15-20сm слой на почвата, който се разтрошава и обръща, като напълно се смесват остатъците от културите. Основният работен орган на лемежния плуг е плужното тяло, т.е. корпусът. Корпусите на лемежните плугове са несиметрични. Спомагателните им работни органи са предплужниците, ъглоснимите, дисковите и черясловите ножове и почвоподривачите. Спомагателните работни органи не са задължителни за лемежния плуг. Според предназначението си лемежния плуг може да се снабди с един или няколко типа спомагателни работни органи.
Плужното тяло е предназначено да отрязва от обработвания почвен слой с определени размери. Разтрошава го и го обръща, за да се заринат растителните остатъци, затревената част и слоя на биоторовете. Тялото се състои от стълбец-стойка, лемеж, отметателна дъска и пълзец. Работната повърхнина на плужното тяло е съставена от повърхнините на лемежа и отметателната дъска. Тя представлява развит тристранен клин, който въздейства върху почвения слой. Стълбецът на плужното тяло е основата на работния орган. Върху него са закрепени всички останали части на корпуса. Стълбецът може да има различна конструкция - висока лята, висока щампована, ниска лята, ниска щампована.
Лемежът подрязва почвения слой отдолу, натрошава го частично и го предава към отметателната дъска. В зависимост от геометричната форма, лемежите са трапецовидни и длетообразни. Длетообразните лемежи се задълбават по-добре и са по-устойчиви при работа. Те имат удължен връх във вид на длето. То слиза под острието на лемежа на 10mm и към страната на полето на 5mm. Използват се за дълбока оран и по-тежки почви. Трапецовидните лемежи се изработват по-лесно. Те по-лошо се задълбават и се използват за по-плитка оран и по-леки почви. Отметателната дъска доразтрошава почвения слой. Отмества го встрани, за да отвори бразда и го обръща в нея. От формата на отметателната дъска зависи разтрошаващата и обръщателната способност на плужното тяло. В зависимост от преследваните резултати, отметателните дъски могат да имат различна форма. Пълзецът е опора на плуга и повишава устойчивостта на плужното тяло в хоризонталната равнина. Той уравновесява страничния натиск на почвения слой заради несиметричността на плужния корпус.
Плужното тяло e с различна форма в зависимост от предназначението си и характера на технологичния процес. Формата на плужните тела може да бъде нормална, със сменяема износоустойчива пластина върху гърдите, пластинчата, прътова, разрохкваща, браздилник загърляч. Плуговете с общо предназначение и за нормални почвени условия имат нормални плужни тела. Плужните тела се разполагат по рамата на плуга на достатъчно голямо разстояние, така че почвеният слой и растителните остатъци свободно да преминават между тях. Ако в конструкцията на плуга, освен плужните тела са предвидени и други спомагателни работни органи, разстоянието между плужните тела трябва да се увеличи. Целта е да се облекчи монтажа на допълнителните органи и да се отстрани опасността от задръстване. Спомагателните работни органи трябва така да бъдат разположени по рамата, че да осигуряват тяхната съвместна работа с плужното тяло. Съвременните плугове работят на автоматично сцепление с променлива височина, което улеснява агрегатирането с трактора. Мощна рама с масивни двуколесни опорни колички, чупещи се болтове и надеждна амортизационна система позволяват да се оре и при най-тежки условия.
Дискови брани
Дисковите брани са специални машини, с които се постига добро почвено разрохкване, без да се извършва обръщане на обработваемия пласт, т.е. извършва се брануване. Отстраняват се плевелите и се осигурява дълбочина на обработката между 10-18cm. Работните органи на тези машини са свободно въртящи се дискове с диаметър от 400-500mm, като броят на редовете с дискове и работната ширина са различни. Последните зависят от конструктивните решения и мощността на трактора, с който се извършва обработката. Работните дискове са поставени под различни ъгли по посоката на движение на трактора. Ъгълът, образуван между равнината на дисковото острие и посоката на движение, е ъгъл на атака. Дисковата брана се използва като самостоятелна селскостопанска единица, но може да се комбинира с култиватор, сеялка или плуг. Изборът на една или друга разновидност зависи от вида на почвата и нейната технология за обработка, теглителната сила на трактора, на който ще се използва почво-обработващата техника. Дисковите брани се използват във всички технологии за предсеитбена подготовка на почвата. Тяхното значение все повече се засилва с появата на съвременните многоредови дискови брани с индивидуално закрепване на работните органи. Работният орган на лека дискова брана е стоманено-заточен диск с диаметър от 450 или 510mm. Всеки диск от дисковата брана е комплектован заедно с лагерно тяло и конзола, която е закрепена към носещата конструкция посредством гумени демпфeриращи елементи. По този начин омекотената система спомага за ефективно преодоляване на камъни и други примесени с почвата препятствия. Така всеки диск има възможност да следи профила на почвата, като дълбочините на работа остават винаги едни и същи. Няколко диска, монтирани върху квадратна ос сформират батерия. Дисковете на една ос се позиционират на разстояние един от друг. Между тях са поставени раздалечаващи шайби. Оста е поставена в лагери, и батерията се върти по време на движение. Батериите са закрепени към рамката на два реда под ъгъл спрямо посоката на движение. Предните батерии работят със страничен наклон, а задните - косо, не по посока движението. За по-добро натрошаване на почвата, дисковете от задните батерии се изместват спрямо дисковете на предните. Ъгълът на атака, може да варира от 0 до 21°. При движение на браната, дисковете се зацепват в почвата и се въртят. Острието на диска отсича ивица от почвата и я повдига към вътрешната сферична повърхност. След това почвата пада от определена височина и се изхвърля от диска настрани. В резултат на движението по диска и падането от него, почвата се натрошава, частично се обръща и размесва.
С увеличаване на ъгъла на атака дисковете се забиват по-дълбоко в почвата и нейното натрошаване се увеличава. Дълбочината на обработка се контролира чрез промяна на ъгъла на атака и натиска върху почвата. Натискът се контролира чрез промяна в силата на натиск от притискащите пружини. Съвременните дискови брани се характеризират с инсталирането на всеки работен диск на самостоятелна рамка и наклон към вертикалната равнина, както при дисковите плугове. При това дисковете се разполагат фронтално в няколко реда върху напречна греда.
Култиватори и роботизирани машини за борба с плевелите
Борбата с плевелите е най-трудоемката част от биологичното зеленчукопроизводство. Плевелите са пряк конкурент за вода и хранителни вещества на културата и допринасят за нападението на болести и вредители. Поради тази причина, тяхното развитие в биологичната ферма трябва да бъде контролирано. Позволените методи са ръчно окопаване - плевене, механизирани методи - брани, култиватори, роботизирани машини.
Култиваторите са машини за механизираното осъществяване на култивирането. Всеки култиватор има рама, към която се закрепват работните органи, ходовата част и устройствата за нагласяване. Обикновено всеки работен орган се закрепва индивидуално, като при култиваторите с по-общо предназначение има възможност работните органи да се разместват. Работните органи трябва добре да подрязват плевелите - 98-99%, без те да се задържат по режещите им ръбове и по стойката. Освен това тяхната форма трябва да бъде такава, че да не оставя след себе си дълбоки бразди и високи гребени, добре да разтрошават почвата, но и да не изнасят на повърхността влажната почва, тъй като това води до изсушаването й.
Според вида на култивирането, култиваторите се класифицират на култиватори за слято и междуредово култивиране. Разликата в устройството на култиваторите за слята и за междуредова обработка се състои в това, че при култиваторите за междуредова обработка работните органи се групират в секции, които имат самостоятелни органи за нагласяване. Най-често култиваторите са с пасивни органи и по-рядко с активни. Работните органи се монтират към рамата чрез твърди или пружинни стойки. Култиваторите за междуредово култивиране могат да се комплектоват с различни работни органи. Характерната особеност на последните е, че те са монтирани върху отделни секции, рамките на които се свързват с общата носеща греда чрез шарнирен паралелограмен четиризвенник. Това дава възможност на всяка секция да копира самостоятелно повърхността на полето. Универсалните култиватори се използват за междуредова и слята обработка на почвата на не голяма дълбочина. Характерна особеност на този тип култиватори е, че работните им органи са монтирани към носещата греда посредством специални конзоли-носачи, и твърди стабилни стойки.
В биологичното земеделие по-голямо приложение имат специалните култиватори-плоскорези. Те се използват, както за плитка обработка - разрохкване на почвата 8-16сm, така и за основната обработка на дълбочина 20-30cm без обръщане на пласта. Снабдени са с един или два плоскорежещи работни органи - лапи с работна ширина 250сm и ъгъл при върха 120°. Тези култиватори разрохкват почвата, без да размесват слоевете и запазват върху повърхността на полето до 90% от стърнището, което е ефикасно средство срещу ветровата ерозия. Подрязващите работни лапи подрязват корените на плевелите. При тях са валидни същите ъгли, както и при плужното тяло като ъгъл на повдигане, ъгъл на обръщане и ъгъл на отметване. За пълното характеризиране на работния орган са важни също, ъгълът на рязането, ъгълът на заточването, дебелината на материала и работната ширината. Според съчетанието на тези параметри, работните органи различно въздействат на почвата. Най-характерен за култиваторните лапи е ъгълът при върха. Този ъгъл се подбира от условието плевелите да се срязват с приплъзване по режещия ръб на лапата. Плоскорежещите подрязващи лапи се характеризират с малките ъгли на разтрошаване и рязане, т.е. при тях не се получава разтрошаване на почвата. Дълбочината на обработване е 4-6сm. Едностранните плоскорежещи лапи се използват при култиваторите за междуредова обработка и имат вертикален щит, който предпазва растението от засипване с почва. При монтажа им, стойката се разполага към реда на разстояние, равно на защитната зона. Двустранните плоскорежещи лапи могат да се комплектоват с едностранните при обработването на междуредията, когато не е необходимо разрохкване и размесване на почвата. Универсалните лапи се използват, както при култиваторите за слята, така и при култиваторите за междуредова обработка. Характеризират се с по-големи ъгли на разтрошаване и рязане. С острието си те подрязват плевелите и разтрошават почвата. Дълбочината на работа е до 12сm.
Роботизираните машини за плевене са най-съвременните, които имат компютърна камера, която ръководи машината. Те са достатъчно чувствителни, за да работят при по-слаби култури, тъй като машината може да прави разлика между плевелите и културните растения. Те са много скъпи за закупуване и експлоатация. Изискват мащабно производство, за да се оправдаят икономически. Роботите в биологичното производство на зеленчуци са решение за намаляване на времето за плевене.