Станіслав Смолінський, канд. техн. наук, доцент, НУБіП, Альона Смолінська, економіст, Віктор Марченко, канд. техн. наук, Agroexpert (Україна)
Коткування – це захід поверхневого обробітку ґрунту завдяки якому забезпечується подрібнення великих грудок, руйнування ґрунтової кірки, ущільнення та вирівнювання поверхні поля.
Під час коткування зберігається оптимальна і рівномірна капілярність ґрунту з високим вмістом ґрунтової вологи, що сприятиме кращому проростанню, стимуляції кущення й створенню оптимальних умов для росту і розвитку рослин. Коткування забезпечує рівномірне загортання та кращий контакт насіння з твердою фазою ґрунту для швидкого його набухання, проростання і, як наслідок, дружної появи сходів. Завдяки коткуванню збільшується водопідйомна здатність ґрунту й збереження у ньому вологи.
Унаслідок коткування зближуються грудочки ґрунту, збільшується загальний об’єм капілярних пор за істотного зменшення некапілярних, а також підвищується температура ґрунту. Коткування послаблює дифузний механізм пересування води в ґрунті й посилює капілярний. Відтак вода з нижніх шарів ґрунту капілярами піднімається у верхні. Тож у посівному шарі збільшується вологість, поліпшується контакт насіння з твердою фазою ґрунту, отже, воно швидше проростає і дає більш дружні сходи.
Із технологічної, економічної й енергетичної точки зору доведена доцільність застосування котків у складі багатофункціональних комбінованих агрегатів, хоча іноді коткування слід проводити як самостійну операцію, наприклад для руйнування ґрунтової кірки в посівах, коткування після дискування для провокування проростання бур’янів тощо.
Загалом, польові котки – універсальне знаряддя, яке можна застосовувати під час передпосівного обробітку ґрунту, за роботи посівного агрегату, а також після проведення сівби, що зменшить інтенсивність випаровування вологи з ґрунту, оптимізує його структуру, забезпечить необхідний водний, повітряний та тепловий режими в ґрунті, протидію водній і вітровій ерозії.
На сучасному ринку сільськогосподарської техніки представлені котки як у складі комбінованих агрегатів, так і одноопераційних знарядь різних вітчизняних та закордонних виробників, які переважно відрізняються шириною захвату, масою та комплектацією робочих органів. Можна відзначити також, що котки залежно від ширини захвату та умов роботи виготовляють у причіпному і напівначіпному варіантах. Тому перед аграріями постає завдання щодо правильного вибору знаряддя, зважаючи на певні умови та його функціональне призначення.
Вимоги до коткування
До умов і якості роботи агрегатів для коткування висувають певні вимоги, дотримання яких забезпечить ефективне виконання технологічного процесу за мінімальних витрат робочого часу, палива та коштів. Зокрема, коткування ґрунту слід проводити за вологості ґрунту 14 – 23%, твердості – до 1,5 МПа та щільності до 1 г/смЗ. За поверхневого ущільнення глибина обробітку становитиме 3 см із відхиленням ±2 см. Гребенистість поверхні поля після коткування не має перевищувати 1 см, а грудкуватість відповідатиме вмісту не більше як 70% грудок діаметром до 15 мм, і до 2% грудок розміром понад 3 см.
Відомо, що дрібнонасінні культури досить вимогливі до якості передпосівної підготовки ґрунту. Тому підвищення їх урожайності значною мірою залежить від застосування ефективних агротехнічних прийомів і технічних засобів обробітку ґрунту та підготовки його до сівби. Основний показник – створення ущільненого дрібногрудкуватого шару ґрунту на глибині 2 – 3 см. Грудочок розміром до 10 мм має бути 80 – 90% їх загальної кількості, а розміром 30 мм і більше не має бути взагалі. Важливо досягти вирівнянності поля, щоб висота гребенів не перевищувала 2 см. Щільність ґрунту має становити 1,1–1,3 г/см3. Такі параметри – оптимальне співвідношення між ґрунтом і його повітро- та вологоємністю, що надалі забезпечить дружні сходи.
Параметри, що впливають на дію котка на ґрунт
На ефективність роботи котка найбільший вплив мають його маса і зовнішній діаметр, а також форма робочої поверхні.
Ґрунт ущільнюється під дією маси котків, а зусилля на їх перекочування істотно залежатиме від величини діаметра. На практиці встановлено, що зі збільшенням діаметра котка необхідно затрачати менше зусилля на перекочування, хоча при цьому знижуватиметься якість ущільнення ґрунту. Але у разі значного зменшення діаметра котка спостерігатиметься погіршення його перекочування поверхнею поля, що призведе до згортання ґрунту попереду котка в напрямку руху агрегату, і як результат – до руйнування його структури. Коток невеликого діаметра ущільнюватиме переважно верхній шар, а більшого – рівномірніше ущільнюватиме ґрунт по всій глибині.
Для гладких котків унаслідок ущільнення верхнього шару ґрунту із збільшенням маси (наприклад шляхом закріплення баластів до рами) збільшуватиметься і глибина ущільнення. Але за взаємодії робочих поверхонь кільчастих, кільчасто-шпорових, кільчасто-зубових, борончастих та інших типів котків верхній шар ґрунту залишається розпушеним, а ущільнюється лише нижній.
Серед важливих показників технічної характеристики котків слід назвати ширину захвату, яка істотно залежить від умов роботи і можливості адаптації до поверхні поля. Встановлено, що під час роботи на рівнинних полях найдоцільніше застосовувати котки із шириною захвату близько 2 м, а на ділянках із нерівним мікрорельєфом – до 1 м.
Дія котка на ґрунт залежатиме від питомого тиску, величина якого визначатиметься вагою котка, що припадає на одиницю ширини захвату. Так, наприклад, для гладких котків питомий тиск на ґрунт становить 23 – 60 Н/см, а для кільчасто-шпорових – 25 – 43 Н/см. Що більша маса котка, то сильніший питомий тиск створюватиметься на ґрунт, а менша величина питомого тиску відповідатиме більшій його ширині.
Сучасні котки працюють на робочій швидкості до 20 км/год, що робить можливим їх широке застосування в агрегатах з іншими машинами і знаряддями (наприклад із сівалками, плугами тощо).
Котки та їх основні типи
Робочими органами котка є гладенька чи ребриста циліндрична поверхня або диски зі шпорами чи зубцями, що складені в батареї. Залежно від типу робочої поверхні котки бувають кільчасто-шпорового, кільчасто-зубового, гладкого, кільчастого, борончастого, пруткового та інших типів. Доцільно застосовувати котки з дисками, що мають шпори й зубці, оскільки вони забезпечують підповерхневе ущільнення і поверхневе розпушування.
Для ущільнення ґрунту перед сівбою або після її виконання і ранньовесняного прикочування сходів озимих культур використовують гладкі котки, які складаються із декількох секцій робочих органів з циліндричною поверхнею діаметром до 70 см. Відомо, що внаслідок великої контактної площі гладких котків із поверхнею ґрунту, грудки й брили не руйнуватимуться, а лише вдавлюватимуться у ґрунт, а це не забезпечуватиме створення необхідних умов для сівби культурних рослин. Водночас під час роботи гладкого котка в агрегаті з сівалкою спостерігатиметься небажана зміна глибини розміщення насіння у ґрунті. Тому гладкі котки не часто застосовують для передпосівного коткування та післяпосівного прикочування посівів сільськогосподарських культур. За використання водоналивних котків ущільнювальну дію регулюють зміною їх маси завдяки кількості води, яку заливають у внутрішню порожнину циліндра котка, або закріпленням додаткових вантажів до рами знаряддя.
Для поверхневого розпушування ґрунту з частковим вирівнюванням поверхні поля, руйнуванням ґрунтової кірки й ущільненням підповерхневого шару застосовують кільчасто-шпорові котки, які є найпоширенішими і виготовляються у вигляді набору дисків діаметром близько 520 мм із клиноподібними шпорами або шипами з обох боків кілець. Шпори захоплюють розпушений шар ґрунту й одночасно з прикочуванням притрушують поверхню поля.
Для ефективного подрібнювання грудок і самоочищення міжкільцевого простору (особливо це стосується роботи на вологих ґрунтах) унаслідок різниці діаметрів кілець, а отже, і їх колових швидкостей, використовують кільчасто-зубові котки, які якісно руйнують грудки та брили після оранки, а також ретельно прикочують ґрунт. Їх виготовляють у вигляді набору кілець із зубцями і клиноподібним ободом. За порівняння подрібнювальної здатності кільчасто-зубові котки ефективніші за гладкі, але менш ефективні за кільчасто-шпорові.
Ущільнення нижніх шарів ґрунту з можливістю одночасного розпушування верхнього шару внаслідок глибокого проникнення вузьких і гострих кілець досягається шляхом застосування кільчастих котків. За роботи на ґрунтах підвищеної вологості на котках додатково встановлюють чистики для видалення налиплого ґрунту.
Борінчасті котки, виготовлені у вигляді циліндричних барабанів невеликої маси із закріпленими на його поверхні зубів по гвинтовій лінії, якісно руйнують грудки й поверхневу кірку внаслідок заглиблення зубів.
Для подрібнення грудок та ущільнення поверхні ґрунту застосовують також пруткові або решітчасті котки, виготовлені з прутків круглого поперечного перетину або кутників, прикріплені до дисків із зазорами, що вдвічі більші за діаметр прутка, забезпечуючи при цьому необхідну дію на ґрунт.
Що пропонують відомі фірми-виробники котків
LEMKEN
Компанія LEMKEN має в своєму асортименті котки «ФіксПак» та «ВаріоПак». Котки «ФіксПак» виготовляють декількох модифікацій – KU200, KU250 та S200, S250. Вони мають ширину захвату 2 та 2,5 м і використовуються в агрегаті з плугами задля отримання після оранки дрібногрудкуватої та вирівняної поверхні. Котки моделей KU200 та KU250 складені з дисків зовнішнім діаметром 500 мм та виготовлені з застосуванням полімерних матеріалів, на яких розміщені чистики.
Котки «ФіксПак» використовуються не так часто, переважно на оранці легких піщаних ґрунтів, а «ВаріоПак» можна застосовувати під час обробітку всіх типів ґрунтів на різноманітних технологічних операціях. Вони є відмінним рішенням для багатьох виробничих умов. Їх виготовляють в одно- та дворядному виконанні з діаметром 700 та 900 мм і профілем кілець 30 та 45°. «ВаріоПак» використовують під час роботи у зчіпці з плугами, або в якості ґрунтоущільнювача на фронтальній навісці трактора.
Причіпний пристрій ущільнювальних котків «ВаріоПак» виготовлений із високоеластичної, якісної сталі. Він може бути легко адаптованим для будь-якої ширини захвату плуга. Це означає, що за зміни ширини котка не потрібно змінювати причіпний пристрій. Висота точки приєднання дишла до захватного пристрою плуга регулюється у широких межах, і може встановлюватися на різну глибину оранки. Механізм кріплення котка може регулюватися за шириною таким чином, аби забезпечити потрібну ширину захвату без перекриття, навіть під час роботи на схилах.
Horsch
Компанія Horsch виготовляє котки двох модифікацій – Optipack AS та Optipack DD. Котки Optipack AS розроблені для агрегатування з культиваторами Terrano. Глибоке ущільнення ґрунту цими знаряддями досягається завдяки великій вазі котка. На один погонний метр ширини захвату котка припадає приблизно 420 – 430 кг його маси. Колеса котка серійно заповнюють поліуретаном для підвищення ваги та міцності машини. Шина колеса здатна деформуватися під час роботи, що поліпшує ефект самоочищення. Котки Optipack AS виготовляють із шириною захвату 10,1 та 12,4 м.
Котки Optipack DD розроблені для агрегатування з культиваторами Tiger. На кожен метр ширини захвату котка припадає до 600 кг маси. Дискові твердосплавні робочі органи стійкі до пошкодження. Запатентовані стислі дискові елементи не відкриваються за поступового спрацювання. Форма кілець котків Optipack DD та їхній профіль, а також унікальний спосіб з’єднання їх між собою забезпечує високу міцність та надійність знаряддя, незначне спрацювання, а відповідно, й невеликі витрати на використання котків.
АMAZONE
Компанія АMAZONE виготовляє котки, які зазвичай застосовують у комбінаціях із різноманітними ґрунтообробними та посівними машинами.
Польові котки AMAZONE можуть оснащуватися кільцевими дисками або кільчасто-шпоровими робочими органами, і таким чином задовольнити будь-якого користувача. Окремі сегменти котків із проміжними дисками встановлені в опорах незалежно один від одного і вільно рухаються. Така конструкція котків забезпечує відмінне їх самоочищення під час роботи в умовах надмірного зволоження ґрунту на високій швидкості.
Польові котки серії AW вельми придатні для післяпосівного прикочування ґрунту. Це особливо важливо в тому разі, коли для виконання сівби застосовували техніку з легкими прикочувальними роликами чи коліщатами, або взагалі без них. Котки AW виготовляють із шириною захвату від 6,6 до 15,4 м.
Спіральні опорні котки серії SW ведуть ґрунтообробне знаряддя за встановленою глибиною. Під час роботи коток залишає за собою відкриту розпушену поверхню, підготовлену для подальшої сівби чи садіння. Моделі котків із шириною захвату 2,5 та 3 м мають діаметр 42 см, а з шириною захвату 3 та 4 м – 52 см.
Для зворотного ущільнення по всій площі застосовують зубчасті ущільнювальні котки серії PW. Зносостійкі та низько посаджені скребки забезпечують якісну роботу навіть на перезволожених ґрунтах. Моделі котків PW виготовляють із шириною захвату 2,5, 3, 4 та 4,5 м, діаметр робочих органів – 50 та 60 см.
VÄDERSTAD
Компанія VÄDERSTAD виготовляє котки, які у різних комбінаціях ґрунтообробних та посівних машин мають найбільшу масу.
Важкий кільцево-шпоровий коток Rexius фірми VÄDERSTAD укомплектований шпоровими кільцями Crosskill та вирівнювальною дошкою Crossboard, що сприяє відмінному вирівнюванню ґрунту та зменшенню налипання вологого ґрунту. Для руйнування і розпушування ґрунту в борозні після оранки котки Rexius обладнують підпружиненими розпушувачами Single-Knife, а для руйнування поверхневої кірки, яка утворюється після сильних опадів за переваги у фрикційному складі ґрунту дрібних часток, використовують розпушувачі Double-Knife.
Great Plains
Компанія Great Plains пропонує широкий вибір котків для якісної роботи на різних типах ґрунтів. Серед них причіпні знаряддя для передпосівного обробітку ґрунту із підпружиненими шарнірними котками та системою перерозподілу ваги центральної секції на бічні, що, своєю чергою, забезпечує рівномірний тиск на робочі органи. Крім того, відомими серед аграріїв є котки для прикочування після культивації Simba Aqueel II із шириною захвату 6,5 7,4 і 8,3 м із гладенькою поверхнею і гумовою оболонкою.
Котки серії DD Lite обладнують кільцями діаметром 550 та 600 мм з шириною захвату однієї секції до 4 м. Такі котки внаслідок застосування V-подібних кілець, які ефективніші порівняно з U-подібними, та унікальної системи самостійного регулювання необхідної якості ущільнення ґрунту сутттєво розширюють їх функціональні можливості. Котки цієї серії доцільно агрегатувати зі стерньовими культиваторами, дисковими боронами та глибокорозпушувачами.
John Deere
Культиватор серії 200 компанії John Deere із шириною захвату 6,1 – 13,7 м оснащений 3 або 5 секціями пруткових прикочувальних котків діаметром 350 мм із спіральними брусами, встановленими в шаховому порядку. Спіральні бруси за взаємодії з ґрунтом розбивають грудки і запобігають утворенню поверхневої кірки, хоча поверхня залишається твердою, а це забезпечуватиме затримання вологи в зоні висівання насіння.
