Станіслав Смолінський, канд. техн. наук, доцент, НУБіП, Альона Смолінська, економіст, Віктор Марченко, канд. техн. наук, Agroexpert (Україна)
Сучасне аграрне виробництво пов’язане з інтенсивним використанням земельних угідь та з винесенням із родючого шару ґрунту мікроелементів. Найефективнішим способом поповнення запасів поживних речовин у ґрунті (насамперед азоту, фосфору і калію) та отримання високих урожаїв є застосування добрив.
Добрива за своїм походженням бувають органічні й мінеральні. Щодо їхнього застосування, існують різноманітні погляди. Серед головних переваг органічних добрив можна назвати, передусім, доступність і багатовіковий досвід їхнього використання в землеробстві.
Водночас органічні добрива мають меншу концентрацію мікроелементів і діють повільніше на рослину, можуть бути джерелом поширення бур’янів, а також потребують істотних витрат на транспортування та внесення. Тому для економії витрат для підготовки та внесення добрив унаслідок більшої концентрації у них мікроелементів, а отже, отримання кращого результату та можливості тривалішого зберігання й застосування під час сівби, міжрядного обробітку та зрошення, досить часто перевагу надають саме твердим мінеральним добривам.
Найпоширенішим способом внесення твердих мінеральних добрив є розкидний, який застосовують як під час основного внесення, так і під час підживлення. Для суцільного розподілення гранульованих мінеральних добрив поверхнею поля аграрії застосовують розкидачі як вітчизняного виробництва, так і відомих фірм-виробників (Amazone, Rauch, Kuhn, Bogbelle та ін.), які різняться між собою конструктивним виконанням та показниками технічних характеристик. Але всі вони мають забезпечувати точність внесення добрив за шириною захвату і напрямком руху, оскільки нерівномірність розподілу може призвести до суттєвих знижень урожайності, нерівномірності достигання культури, зниження якості отриманого врожаю тощо.
За експлуатації розкидачів важливим, окрім точності внесення, є також і забезпечення швидкого налаштування машини на необхідну дозу внесення добрив відповідно до встановлених норм.
Провідні фірми-виробники розкидачів гранульованих мінеральних добрив пропонують на ринку сучасної сільськогосподарської техніки машини з місткістю бункера від 350 до 10 000 л і шириною розкидання добрив від 10 до 58 м. При цьому на ефективність розкидання істотний вплив матимуть погодні умови, рельєф поля, швидкість руху агрегату, перекриття суміжних проходів, вологість та розміри гранул, налаштування машини тощо.
За типом розкидних пристроїв машини поділяють на дискові й штангові, а за способом агрегатування – на начіпні та причіпні (кузовні).
Вимоги до розкидачів
Згідно з агротехнічними вимогами до внесення мінеральних добрив дисковими розкидачами, нерівномірність розподілу площею поля допускається не більше як 25%, а відхилення дози внесення добрив від заданої не має перевищувати ±10%. Для якісного суцільного внесення слід уникати розривів між суміжними проходами агрегату, а величина перекриття має становити не більше як 5% від ширини захвату машини. Дотримання цього можливе внаслідок застосування автоматичних систем керування рухом агрегату та правильністю налаштування машини.
На ефективність роботи розкидачів впливає також якість добрив. Тому бажано попередньо, за потреби, подрібнити і просіяти добрива (розмір часток має бути до 5 мм, а вміст часток добрив менше 1 мм – не більше як 6%).
Серед важливих вимог, які висувають до розкидачів мінеральних добрив, є якісне розподілення добрив поверхнею поля, широкий діапазон налаштування норм внесення, а також можливість оперативного контролю миттєвого значення норми внесення. Для полегшення налаштування виробниками пропонують спеціальні таблиці, номограми або шкали.
Норма внесення добрив не має залежати від кількості добрив у бункері та величини поздовжнього й поперечного нахилу машини. Робочі поверхні розкидного пристрою мають забезпечувати безперешкодний рух часток добрив, а також мати антикорозійне покриття. Втім, серед основних вимог є рівномірне розподілення за різних норм внесення, точність регулювання, безвідмовність роботи і налаштування, а також простота роботи й зручність обслуговування.
Сучасні розкидачі оснащують системами адаптації до умов роботи. Найбільшого поширення при цьому набули обладнання GPS для технології точного землеробства, датчики азоту, електронні системи контролю і оперативного керування нормами внесення добрив, а також системи адаптації до конфігурації поля та управління розкиданням добрив у кінці проходу.
Дискові (відцентрові) розкидачі
Найбільшого поширення набули дискові або відцентрові розкидачі, в яких під час внесення гранульовані мінеральні добрива з бункера під дією власної ваги опускаються на дно й проходять через дозувальний отвір на обертові диски, або конвеєрами транспортуються та під час проходження через дозувальне вікно подаються на поверхню розкидних дисків. Під дією відцентрової сили за обертання горизонтально розташованих дисків гранульовані мінеральні добрива розподіляються рівномірно поверхнею поля в зоні розсіювання. У дискових розкидачів суцільне розподілення добрив відбувається за допомогою дисків із лопатками, які обертаються з частотою 400 – 1000 об./хв.
Налаштування розкидача на необхідну норму внесення добрив, що і визначає ефективність застосування машин, досягається зміною величини вікна, через яке добрива потраплятимуть на диски (характерно для начіпних машин), або зміною швидкості конвеєра (у кузовних машинах). Величина вихідного вікна змінюється положенням шиберної заслінки вручну або дистанційним керуванням за допомогою механічного, гідравлічного та електричного приводу. За потреби можливо повністю чи частково перекривати надходження добрив до одного з дисків.
Для безперервного і рівномірного вивантаження добрив бункери виготовляють конусної, пірамідальної або складної форми, з мінімальною кількістю зварних швів та кутів, а також із застосуванням спеціальних матеріалів або покриття, які забезпечують рівномірне надходження добрив до розкидних дисків. Конусна форма бункерів найхарактерніша для однодискових начіпних розкидачів із невеликою місткістю. Складна форма бункера властива як начіпним, так і причіпним розкидачам більшої місткості. Для підвищення ефективності застосування розкидачів пропонують встановлювати надставки, які дають змогу на 25 – 30% збільшити місткості бункера.
Розкидачі мінеральних добрив із більшою місткістю бункера обладнують дводисковими розкидними пристроями з розділеними або спільним бункером. При цьому диски можуть приводитися в рух від вала відбору потужності, гідромотора чи електродвигуна.
У бункерах як кузовних, так і начіпних розкидачів гранульованих мінеральних добрив встановлюють спеціальні решітки, що захищатимуть розкидні диски від потрапляння на них каміння, злежаних добрив тощо.
Одним із важливих елементів відцентрових розкидачів є лопатки, які кріпляться на дисках нерухомо, або із можливістю зміни положення, що забезпечує зміну ширини захвату розкидача від 15 до 58 м. Саме завдяки застосуванню рухомих лопаток на розкидних дисках, або лопаток спеціальної конструкції, можна істотно підвищити рівномірність розподілу добрив. Деякі виробники за пізнього внесення добрив рекомендують лопатки піднімати.
За експлуатації розкидачів добрив із дисковими робочими органами застосовують спеціальні пристрої для роботи у специфічних умовах, що розширюють можливості застосування. Для внесення добрив з країв поля на розкидному пристрої встановлюють спеціальні межові щитки, а за потреби внесення добрив під час підживлення культур у грядках – грядкові щитки.
Рівномірність і точність розкидання добрив досягатиметься шляхом застосування дисків, які обертаються в зустрічному напрямку і розкидають гранули на 180° півколом із повним взаємним перекриттям.
Для стабілізації постачання добрив на поверхню дисків у конструкції розкидачів застосовують ексцентрикові ворушилки, що рухаються криволінійною траєкторією, а швидкість їх руху встановлюється в автоматичному режимі залежно від щільності добрив та їх постачання.
Провідні виробники дискових розкидачів застосовують системи контролю крутного моменту кожного диска і визначення постачання добрив на кожен диск. Застосування таких систем дасть змогу керувати положенням дозувальної заслінки, відкриваючи її за зменшення постачання добрив на диски, і закриваючи за збільшення.
Унаслідок зміни положення точки скидання добрив на диски поворотною основою бункера забезпечується оперативна адаптація до застосування різних видів добрив і ширини захвату, а спеціальною конструкцією дозувальних заслінок, які розташовані близько від центру диска, досягають стабілізації постачання добрив на диски.
Аналіз сучасного ринку сільськогосподарської техніки дає змогу зробити висновок про те, що внаслідок простоти конструкції, невисокої вартості, високої продуктивності та надійності внесення близько 90% усіх сучасних розкидачів мінеральних добрив обладнані дисковим розкидним пристроєм. Таким типом розкидачів можна вносити мінеральні добрива та меліоранти, тому що робочі органи здатні працювати з добривами будь-якої якості. Водночас дисковим розкидачам характерний такий суттєвий недолік, як висока нерівномірність розкидання добрив унаслідок особливостей конструкції та значне перекриття сусідніх проходів.
Штангові розкидачі
Іншим способом внесення гранульованих мінеральних добрив є суцільне їх внесення штанговими робочими органами. Такі розкидачі добрив менше поширені порівняно з дисковими, але враховуючи досить низьку якість добрив (великий вміст пилоподібної фракції), штангові розкидачі мають високу рівномірність внесення добрив за шириною захвату. Необхідно також звернути увагу на той факт, що під час внесення вологих добрив вони досить часто налипають на стінки трубопроводів і каналів та забивають дозувальні пристрої.
Штангові розкидачі в процесі експлуатації забезпечують точніше внесення добрив та є дорожчими порівняно з дисковими, і потребують складнішого обслуговування. Внаслідок застосування штангових розкидачів перекриття проходів є незначним або його зовсім немає, але при цьому виникає потреба в точності водіння агрегату.
Залежно від принципу транспортування добрив штангові розкидачі поділяють на пневматичні й механічні, в яких переміщення технологічного матеріалу трубопроводами на штангах здійснюється за допомогою шнекових, стрічкових і скребкових транспортерів або повітряного потоку.
Для дозування мінеральних добрив у пневматичних штангових розкидачах встановлюють дозатори кулачкового, зубчастого, штифтового та інших типів, які є точнішими порівняно з шиберними, що використовують на дискових розкидачах. Добрива, які транспортуються каналами, у процесі внесення розсіюються поверхнею поля відбивачами. До того ж, добрива, вологість яких перевищує встановлені допустимі значення, налипають на поверхню каналів та трубопроводів, і як результат – більша нерівномірність їхнього розподілу.
Оскільки такі розкидачі мають незначний діапазон регулювання дози внесення добрив (у межах 10 – 180 кг/га), їх застосування не завжди є доцільним під час основного внесення. Суттєвою причиною обмеження їхнього застосування є можливе розшарування тукосумішей, а також дрібнокристалічних і пилоподібних добрив за руху в повітряному потоці. Крім того, під час підживлення культур із високими стеблами відбувається локалізація добрив навколо рослин.
Є також розкидачі пневматичного штангового типу з механічним розподілом потоку добрив. Вони мають складнішу будову порівняно з попередніми аналогами, але коротшу пневмотранспортну систему, а отже, на рівномірність розподілення добрив довжина трубопроводів впливатиме не істотно.
Унаслідок усіх названих особливостей робочого процесу пневматичні штангові розкидачі не отримали широкого застосування за внесення мінеральних добрив.
Серед механічних штангових розкидачів найбільшого поширення набули машини шнекового типу, тому що на якість їхньої роботи менше впливає якість добрив. Це пояснюється тим, що за потрапляння в розкидач грудки добрив руйнуються витками шнека, або видаляються разом зі сторонніми домішками через торцеві отвори. Основними перевагами шнекових розкидачів, порівняно з пневматичними, можна назвати відсутність розпилення добрив та менші вимоги до їхньої якості, хоча такі машини досить масивні й потребують якісного нанесення антикорозійного покриття на поверхні робочих органів.
Для внесення сухих порошкоподібних добрив можна застосовувати механічні розкидачі, в яких транспортувальним пристроєм є стрічка. Стрічковий розкидач виготовлений у вигляді замкнутого кожуха, всередині якого рухається стрічка зі скребками. У верхній частині є вікно, через яке добрива потрапляють до розкидного пристрою, а у нижній – вікна, через які добрива вноситимуться.
Вікна обладнані заслінками, за допомогою яких можна налаштувати потрібну кількість внесення добрив. Під час регулювання таких розкидачів на відповідну норму внесення змінюють площу вихідних отворів та швидкість стрічкового транспортера. Але такі розкидачі призначені для роботи з порошкоподібними добривами, а їхнє застосування на внесенні гранульованих добрив є досить обмеженим.
Транспортувальним пристроєм штангових розкидачів може бути замкнута спіраль, яка забезпечує рівномірний розподіл добрив згідно з визначеними нормами внесення. Але внаслідок постійної деформації пружина втрачає пружність і руйнується, що обмежує використання такого типу розкидача.
Начіпні та причіпні розкидачі
Розкидачі гранульованих мінеральних добрив виготовляють у начіпному та причіпному варіантах. Застосування різних типів розкидачів залежить від умов роботи, типу добрив та дози їхнього внесення. Так, за внесення малих доз добрив, а також за роботи на полях малої площі й складної конфігурації переважно використовують начіпні машини.
За суцільного поверхневого підживлення застосування причіпних машин обмежується можливістю утворення глибоких колій на полі та пошкодження рослин ходовими системами. Цього разу доцільно використовувати начіпні розкидачі або частково завантажені причіпні.
Сучасні розкидачі забезпечують розподіл добрив із нерівномірністю не більше як 15%, що відповідає вимогам агротехніки. Встановлено, що рівномірність внесення добрив начіпними розкидачами вища, ніж причіпними, оскільки дозування добрив у начіпних розкидачів здійснюється через вікна на дні бункера шляхом опускання добрив під власною вагою. У причіпних машинах це відбувається конвеєром.
Начіпні розкидачі особливо чутливі до нахилу поверхні поля. Тому такі машини можуть обладнуватися датчиками нахилу, які разом із автоматичними системами забезпечують необхідну точність внесення за змінного рельєфу.
Серед основних переваг начіпних розкидачів є простота конструкції, високі маневрові характеристики тощо. Водночас широко застосовують і причіпні кузовні машини, адже місткість їхніх бункерів більша порівняно з начіпними.
Якщо проаналізувати такі показники технічної характеристики розкидачів, як місткість бункера і ширина розкидання, то на начіпних дискових розкидачах монтують бункери місткістю від 850 до 4200 л, а ширина внесення становить від 10 до 42 м. Начіпним розкидачем із найбільшою місткістю бункера (5880 л) є машина Bogbelle. Маломісткі розкидачі з конусною або пірамідальною формою бункера мають місткість від 350 до 700 л і забезпечують розкидання добрив за шириною від 6 до 18 м.
У сучасних розкидачах причіпного типу місткість кузова для добрив переважно становить від 5000 до 8200 л (є окремі моделі з мінімальною місткістю 1700 л або максимальною – 10 000 л), а робоча ширина внесення – від 10 до 58 м.
