Станіслав Смолінський, канд. техн. наук, доцент, НУБіП, Альона Смолінська, економіст, Віктор Марченко, канд. техн. наук, Agroexpert (Україна)
Борони – найдревніші сільськогосподарські знаряддя. Їх застосовують, головним чином, для усунення надмірного випаровування ґрунтової вологи, а також для вирівнювання поверхні ґрунту, боротьби зі шкідниками та бур’янами.
Пустотами, які утворюються між дрібними ґрунтовими грудками, волога підіймається із глибинних шарів і випаровується. Особливо це інтенсивно відбувається ранньою весною в сонячний день. За наявності ущільненої кірки погіршується доступ повітря, вологи й тепла до кореневої частини рослин. Для уникнення зазначених негативних впливів досить часто застосовують різноманітні борони.
Серед основних функцій, які виконують сучасні борони різних типів, можна виділити розпушування ґрунту перед сівбою, запобігання випаровуванню вологи і висиханню поверхневої ґрунтової кірки, вирівнювання поверхні поля із можливістю руйнування кірки та знищення бур’янів. Отже, застосування борін дає змогу зменшити потребу в мінеральних добривах і засобах хімічного захисту рослин. Крім того, в ґрунті внаслідок боронування краще акумулюється волога, ефективніше засвоюються добрива та проростають культурні рослини, у тому числі й дрібнонасінні. В такому разі боронувальний агрегат доцільно дообладнати прикочувальними котками.
Типаж борін
За конструктивним виконанням можна виділити зубові, пружинні та голчасті борони, а за навантаженням на один робочий орган – важкі, середні й легкі. Останні доцільно застосовувати для руйнування ґрунтової кірки та загортання у ґрунт мінеральних добрив і насіння, а також для вирівнювання поверхні поля перед сівбою. Середні борони найчастіше застосовують для боронування з метою ранньовесняного закриття вологи. Важкий тип борін радше використовувати на щільних та в’язких ґрунтах.
Серед основних варіантів виконання борін можна назвати такі:
- причіпні та начіпні зигзагоподібні борони з трьома зубовими ланками (популярність зигзагоподібних борін пояснюється тим, що під час боронування таким знаряддям зуби утворюють на поверхні поля борозни однакової глибини);
- шлейф-борони з двома зубовими ланками і сталевим ножем, борона з одним рядом зубів та 4-брусна волокуша;
- сітчасті борони у вигляді шарнірно з’єднаних сіток із зубів;
- пружинні борони з пружинними зубцями, які закріплені на трьох брусах;
- прополювальні борони з пружинними еластичними зубцями з загостреними кінцями;
- лугові борони з пластичними ножами скребкового типу;
- борони з пластичними ножами, які закріплені на обертових валах тощо.
Борони загального призначення обладнують жорсткими зубами квадратного, круглого або овального поперечного перетину, а також лапчастими робочими органами. У конструкціях борін використовують жорсткі чи шарнірні варіанти рам. На сітчастих боронах встановлюють пружинні зуби із загостреними, ножеподібними (найдоцільніше застосовувати для роботи на луках) або тупими кінцями.
Найбільшого поширення в аграріїв набули зубові, голчасті, пружинні, сітчасті та шлейф-борони. Для ранньовесняного боронування ґрунту (особливо це стосується полів, зораних восени) використовують середні зубові або шлейф-борони. У європейських країнах популярні також зірчасті борони, робочі органи яких виконані у вигляді загострених круглих або клиноподібних зубів.
Зубові борони
Одним із найпростіших знарядь для поверхневого обробітку ґрунту є зубові борони, які призначені для розпушування ґрунту на глибину 3 – 5 см, руйнування поверхневої ґрунтової кірки, подрібнення грудок (до середнього розміру 3 см) та вирівнювання поверхні поля. Такі борони застосовують для догляду за парами, пасовищами і луками, знищення бур’янів (у тому числі й їхніх паростків) та загортання насіння і мінеральних добрив у ґрунт, а це має істотний вплив на підвищення родючості ґрунтів та отримання високих і стабільних урожаїв. Тому залежно від призначення вони бувають польовими, спеціальними й для луків. Зубові борони можуть працювати самостійно або в агрегаті з культиваторами, сівалками та плугами, а за допомогою спеціальних зчіпок із борін формують широкозахватні агрегати.
Звісно, глибина обробітку залежить від оброблюваної культури. Зокрема, для трав вона становить 2 – 3 см, для озимих і просапних культур 3 – 4 см, а для картоплі – 4 – 5 см. При цьому допустиме значення пошкодження культурних рослин не має перевищувати 5%. Після проведення боронування поверхня поля має бути дрібногребенистою, без огріхів, із борозенками не більш як 4 см.
Зубові борони можуть мати жорстку, шарнірну та пружну схеми виконання. До речі, борони з нежорсткою рамою особливо вирізняються в плані ефективності роботи на рельєфних ділянках, оскільки якісно копіюють поверхню поля.
Робочими органами таких борін є зуби, внаслідок дії яких на ґрунт і відбуваються всі названі операції. Зуби бувають жорсткими й пружними різного перерізу. На важких і середніх боронах загального призначення встановлюють зазвичай жорсткі зуби квадратного поперечного перетину з відтяжкою в один бік, що забезпечує різну глибину боронування. У разі, якщо скошене ребро зуба направлене проти напрямку руху, то зуби входять у ґрунт глибше, ніж за встановленого скошеним ребром уперед. Зуби круглого перетину знайшли досить широке застосування на легких боронах. Важкі борони також обладнують лапчастими зубами, а лукові – ножеподібними. Залежно від моделі борони зуби можуть мати різну довжину, в середньому близько 10 см.
Для роботи на кам’янистих ґрунтах доцільно оснащувати борони зубами у вигляді пластинчастих пружин, що зменшує можливість їхнього пошкодження за таких умов експлуатації. Такі знаряддя можуть якісно працювати за робочої швидкості руху до 20 км/год, а поверхня поля, яка утворюється при цьому, є рівною, з рівномірною й однорідною структурою.
Однією з важливих умов рівномірного обробітку ґрунту зубовими боронами є правильність розміщення зубів на рамі. Цього разу слід враховувати те, що кожен зуб має утворювати окрему борозну, відстань між якими має бути однаковою, а наявність необроблених проміжків не допускається.
Існують різні варіанти кріплення зубів на рамі борони:
– в один поперечний ряд (важливо: якщо відстань між зубами досить незначна, то борона забиватиметься ґрунтом і рослинними рештками, оскільки в зоні перекриття частинки ґрунту зсуватимуться вперед за напрямком; якщо відстань між зубами завелика, то можливими є огріхи під час обробітку);
– в один похилий ряд під певним кутом до напрямку руху борони,
– у два ряди (при цьому зменшується довжина борони),
– за трикутною схемою (стійкість ходу борони збільшується, але й збільшуватиметься її довжина і зростатиме можливість забивання борони рослинними рештками).
Для уникнення забивання робочих елементів ґрунтом та рослинними рештками необхідно, щоб відстань між зубами в одному ряду була не менш як 15 см. Залежно від типу і марки борони відстань між борозенками може бути різною, але зазвичай не перевищує 49 мм. Унаслідок зменшення відстані між зубами борони відповідно до глибини боронування досягають зменшення висоти гребенів.
Сітчаста борона
Застосування такого типу борін, як сітчасті дає змогу отримувати вищі врожаї внаслідок кращого повітрообміну в ґрунті, збереження вологи й забезпечення водного балансу в родючому шарі, а також зниження забур’яненості посівів. Під час обробітку ґрунту відбувається руйнування грудок і поверхневої кірки робочими зубами, а встановлення необхідного для цього тиску досягається застосуванням спеціального акумулятора (тиск поширюється рівномірно всією шириною сітчастої борони). Борони цього типу ефективно працюють на важких ґрунтах, плавунах, суглинкових ґрунтах із поверхневою кіркою – починаючи від сівби й закінчуючи появою перших сходів культурних рослин навіть за значних опадів або в разі посухи. Також можливе їх використання і з одночасним внесенням добрив.
Для кріплення зубів застосовують спеціальний гнучкий механізм, який забезпечує максимальну адаптацію борони до нерівностей оброблюваного ґрунту, що складно досягти за умов жорсткого кріплення, а робочим органом є пружні зуби. Сітчасті борони обладнують опорними колесами, що переводяться із транспортного в робоче положення і навпаки за допомогою гідравлічного або механічного приводів.
Голчасті борони
Застосуванням голчатих борін забезпечують руйнування в кінці зими або ранньою весною крижаної кірки на полях із озимими культурами, а влітку й восени – ґрунтової кірки, подрібнення великих грудок після основного обробітку та боротьби зі збудниками різних хвороб після збирання зернових культур. Навесні голчаста борона може бути ефективним і дієвим помічником під час розпушування ґрунту, збереження вологи в ґрунті, знищення бур’янів за їхнього проростання, а також вирівнювання поверхні після обробітку. Агрегат досить маневровий, а це сприяє підвищенню його продуктивності. Голчасті знаряддя знайшли широке поширення як в одноопераційних, так і комбінованих агрегатах.
Знаряддя може працювати в активному й пасивному режимах залежно від напрямку обертання голчастих дисків і кута входження у ґрунт. Для очищення зубів від бур’янів та рослинних решток у задній частині знаряддя встановлюють решітки. Під час роботи голчастої борони зі швидкістю понад 10 км/год зуби починають вібрувати, що сприяє ефективнішому видаленню бур’янів.
Пружинна борона
Пружинна борона призначена для ефективної підготовки ґрунту, в тому числі і для роботи в умовах екологічного землеробства, що дає змогу мінімізувати застосування пестицидів під час вирощування зернових та технічних культур. Тому для ефективної боротьби з бур’янами, з точки зору екології й економіки, а також забезпечення культурних рослин необхідною вологою використовують пружинні борони (фахівці вважають це різновидом зубової борони зі встановленими пружинними зубами різної форми). Основним завданням їхнього застосування здебільшого вважають знищення бур’янів та забезпечення необхідного водного режиму ґрунту і руйнування ґрунтової кірки. Агрегат доцільно застосовувати як під час підготовки полів до сівби, так і після збирання врожаю. При цьому поверхня поля вирівнюється, що створює як найкращі умови для виконання інших операцій. На кам’янистих і важких ґрунтах використання такого типу знарядь є досить обмеженим. У процесі переміщення в ґрунті виникає вібрація пружинних зубів (зі збільшенням швидкості руху вона також збільшуватиметься), що дає змогу якісніше розпушувати ґрунт і вичісувати бур’яни. Дія зубів на ґрунт залежить від умов роботи агрегату, а необхідна якість розпушування та перемішування поверхневого шару, у тому ж числі для утворення мульчувального шару, досягається зміною кутів встановлення робочих органів.
Доцільність застосування пружинної борони доведена аграріями за обробітку зябу на глибину до 15 см, передпосівної культивації на глибину до 10 см, розпушуванні стерні на глибину до 15 см, культивації пару на глибину до 15 см.
Більшість аграріїв застосовують знаряддя, головним чином, безпосередньо перед сівбою задля знищення бур’янів, що проростають (у ниткоподібній стадії), та руйнування ґрунтової кірки, яка утворюється після весняних дощів і висихання на сонці, що перешкоджає доступу повітря до насіння й погіршує його проростання. Використання пружинної борони дає змогу також зберігати вологу в ґрунті та загортати мінеральні добрива. Одним із можливих варіантів застосування такої борони є сівба люцерни, гірчиці тощо за встановлення пневматичного насіннєвисівного апарата.
Різновидом пружинної борони є штригельна, яку використовують для боронування широкого спектра культур, зокрема зернових, кукурудзи, цукрових буряків, ріпаку, сої, овочевих, бобових, а також пасовищ. Точність налаштування агресивності робочих органів та глибини обробітку розширюють робочі можливості борони. Пружинні зуби зазвичай завдовжки до 600 мм та завтовшки до 8 мм у поєднанні зі зміною агресивності їхнього налаштування дають змогу розширити діапазон застосування борін, зокрема використовувати їх для руйнування затверділої ґрунтової кірки, або на більш пізніх стадіях вегетації.
Конструкція машини забезпечує стабільність ходу та точність налаштування машини. Кут входження зубів регулюється централізовано за допомогою гідравліки трактора. Гідросистема також відповідає за вирівнювання і розподіл тиску на секції борони за всією шириною захвату. Завдяки невеликому кроку зубів – у середньому 25 мм – та можливості вільного їхнього ходу з боку в бік боронування відбувається всією шириною захвату. Рослинні рештки та «вичесані» бур’яни проходять крізь секції борони без ризику їхнього забивання.
