Снижение давления сельхозтехники на почву препятствует эрозии и способствует сокращению расхода топлива. На что в этом контексте следует обращать внимание при выезде в поле, расспросили знатока шинной специфики д-ра Людвига Фолька.
Интервью с экспертом
Д-р Людвиг Фольк, профессор сельхозмашиностроения Университета прикладных наук г. Зоест (ФРГ)
Господин Вильке, почему предотвращение почвенного уплотнения играет столь значимую роль в сельхозпроизводстве?
Для обеспечения хорошего воздухообмена и поддержания жизни в сельхозугодьях, а значит, и их беспроблемного функционирования необходимо, чтобы на почвенные поры приходилось до 50 % объема. Уплотнение почвы, то есть сокращение объема пор, ведет к нарушению нормальных функций почвы и влечет за собой снижение урожайности возделываемых культур.
Какова цена почвенного переуплотнения?
Сказываясь на урожайности и прибыли, оно может привести к потерям от 50 до 250 евро / га. Именно во избежание возникновения почвенных переуплотнений эксперты используют системы для смены давления в шинах. Правильно выставленное давление – элемент программы долгосрочного хозяйствования.
Только ли высокое давление колес сельхозтехники на почву ведет к почвенному переуплотнению?
Помимо давления колес на почву и чрезмерной нагрузки на оси сельхозтехники предпосылкой к уплотнению почвенных слоев является содержание в почве влаги. Чем более влажная земля, тем более глубокой будет колея, оставляемая техникой в поле, и тем большего почвенного уплотнения следует ожидать.
Как определить, что для выезда в поле настал подходящий момент?
Опытный аграрий, прежде чем выехать на тракторе, для начала выйдет в поле сам и пройдется по нему. Если ботинки утопают в почве или лопата легко проникает в нее, следует подождать, пока земля подсохнет. Сколь долго придется ждать, зависит от времени года, погодных условий, производственных сроков и временных рамок. Последствия раннего выезда на работы весной позже легко идентифицируются по зонам с растениями, отстающими в росте. Осенью при уборке кукурузы или сахарной свёклы глубина образуемой колеи 10 см должна стать беспрекословным стоп-сигналом.
Легкая техника на больших колесах, с шинами с уменьшенным в них давлением или же на таких движителях, пятно контакта с почвой у которых большое, может выехать в поле пораньше. Колея, оставляемая машинами, при этом будет неглубокой.
Неглубокая колея и сниженный коэффициент пробуксовки позволяют сэкономить на топливе. О каких затратных преимуществах можно вести речь?
Разница в прибыли между среднестатистическими показателями и данными по хозяйствам, где работают с заботой о почвах, может составлять до 200 евро / га ежегодно. Каждый дополнительный сантиметр глубины колеи, оставляемой техникой, означает рост затрат труда на борьбу с почвенным уплотнением, а это влечет за собой увеличение расхода топлива на 10 %. Так, если глубина следа колес составляет примерно 10 см, расход топлива увеличится вдвое.
К чему ведут глубокая колея и пробуксовка?
Пробуксовка означает потерю темпов продвижения вперед. В результате истираются грунтозацепы, причиняется вред почвенным порам и биоте, нарушаются вертикальные ходы дождевых червей, все это негативно сказывается на устойчивости почвы к эрозии. При наличии слоев переуплотнения корни культурных растений не могут развиваться вглубь, в засушливых условиях возможность потреблять влагу из запасов в глубоких слоях исключается, а удобрения используются хуже, в итоге урожайность снижается. Признаком наличия почвенных уплотнений в поле, повторюсь, является неоднородность по высоте культурных растений.
Какая пробуксовка на почвах с хорошей несущей способностью считается допустимой?
Например, при работе с тяжелым культиватором пробуксовка не должна превышать 10 %. Чем это значение меньше, тем лучше. При 20-процентной пробуксовке колесо пророет более глубокую колею, потеряется реальное продвижение вперед, что скажется на производительности. В результате на выполнение поставленной задачи потребуется на 10 % больше времени, а расход топлива возрастет до 150 %. А это означает и бóльшие объемы выбросов отработанных газов, бóльшую эмиссию микрочастиц и СО2. Я бы рекомендовал использовать более легкие тракторы на правильно подобранной резине, позволяющей регулировать давление в шине и выставлять его в зависимости от выполняемой в поле задачи. Правильная балластировка и адаптированное по ситуации давление – залог высокой производительности на сельхозработах.
Какие колеса и в каких случая можно назвать не причиняющими вред почвенной структуре?
Покупая колеса для сельхозтехники, следует отдавать предпочтение радиальным большим и широким шинам с гибкой боковиной, которые рекомендованы производителями для работы с возможностью снижения в них давления, конечно, с учетом определенной нагрузки на колесную базу. Чем ниже давление в шине (примерно 0,8 бар), тем бережнее воздействие на почву. При передвижении трактора по дорогам давление в шинах 1,6 бар необходимо из соображений безопасности. Помимо колесных характеристик важны также несущая способность и допуски шин по скорости.
Сколь скоростными должны быть шины трактора в действительности?
Допуск по скорости для тракторных шин должен соответствовать интервалу от минимальной до 40 км / ч. Желающему ездить со скоростью 65 км / ч, придется обращать внимание на наличие именно такого допуска. Однако скоростная езда на тракторе имеет свою цену: колеса и тормоза изнашиваются быстрее. По нашим подсчетам, в таком случае при работе 200-сильного трактора износ обойдется 4 евро / ч вместо привычных 3 евро / ч.
Следует обращать внимание и на высоту профиля шины. Большое значение данного показателя, как, например, в шине с маркировкой IF 650 / 85 R38 (показатель отражен в цифре 85 – процентное отношение высоты профиля шины к его ширине, равной 650 мм), позволяет достигать большего пятна контакта с почвой при уменьшении давления в шине через систему регулирования.
Что дают большая высота профиля или радиальный тип шины для работы в поле?
У шин с большей высотой профиля в условиях влажных почв зацепляемость с грунтом лучше, значит, и передача тягового усилия будет выше. Если грунтозацепы погружаются глубоко, это сигнализирует о том, что почва не отличается достаточной несущей cпособностью – слишком рыхлая или переувлажненная. Сниженное давление в шинах увеличивает пятно контакта на треть и способствует сокращению глубины оставляемой колеи зачастую вдвое.
От чего эффект больше: от широких шин или от шин с системой регулирования давления в них?
И то, и другое хорошо. Идеальное решение – большие шины с возможностью изменения давления в них из кабины. Рекомендуются сельскохозяйственные шины известных брендов с маркировкой IF и VF. Оба варианта позволят при том же коэффициенте пробуксовки увеличить силу тяги до 15 %. В результате производительность 150-сильного трактора может достичь показателей 185-сильного, который, естественно, при покупке обходится дороже. На разницу в цене таких тракторов вполне можно позволить себе систему регулирования давления в шинах.
Сколько в стоимостном эквиваленте позволяет экономить такая система, если она имеется?
Как я уже говорил, разница в прибыли может достигать 200 евро на гектар, но все зависит от знаний и возможностей. Успешные руководители задействуют лучшие инструменты и приемы из доступных: соблюдение сроков проведения технологических операций, шины высокой и сверхвысокой гибкости, переменное давление в них, системы параллельного вождения, сбор и обработку информации… Систему регулирования давления в шинах для четырех колес в Европе можно приобрести, заплатив минимум 6 тыс. евро, но она позволит экономить до 10 % топлива, поспособствует увеличению производительности и выступит гарантом сохранения равномерно высокой урожайности культур по всему полю.
Приведу конкретный пример. Если трактор в течение года «съедает» топлива на 20 тыс. евро, то уже только на этом можно будет сэкономить 2 тысячи. Улучшенное продвижение вперед, более комфортные условия работы благодаря подрессориванию кабины и равномерность урожайности увеличат сэкономленное на топливе втрое. Таким образом преимущество возрастает до 6 тыс. евро/год. Получается, что системы регулирования давления в шинах окупаются от года до четырех лет использования.
Как при использовании такой системы изменяется поток энергии?
Возможность изменять давление в шине продлевает срок ее службы примерно на 20 %, что составляет около 1 000 моточасов. Чем эффективнее шины преобразуют мощность от двигателя в продвижение вперед, тем меньше расход топлива. Примерно 20 % энергии, получаемой от сжигания топлива, превращается в силу тяги, не более. Потерь энергии с выхлопными газами, в системе охлаждения и с тепловым излучением от привода не избежать. При хорошем контакте почвы и колес я работаю эффективнее и с тем снижаю долю энергии, теряемую через системы выхлопа и охлаждения, привод и оси. Выбор шин и регулировка в них давления мне подвластны, а вот на потери энергии через нагревание двигателя, привода и оси повлиять практически невозможно.
Значит ли, что работа на приспущенных шинах в целом будет выполняться эффективнее?
Однозначно. С достижением более лучших тяговых характеристик трактор используется эффективнее. Меняя давление в шинах, вы добиваетесь улучшения тяговых характеристик. Большинство довольствуются 10 %-ной эффективностью преобразования энергии из топлива. Проводимые нами замеры показывают, что при работе с культиватором можно добиться 30 %-го преобразования энергии в силу тяги. Резервы для этого лежат именно между резиной и почвой.
Правильно я понимаю, что использование сельхозтехники, бережно воздействующей на почвы, отвечает интересам долгосрочного развития отрасли?
Да, ведь уже только снижение расхода топлива на 10 % способствует сокращению выбросов отработавших газов в атмосферу. С увеличением производительности на 10 % снижаются производственные издержки. Почвы лучше защищены от переуплотнения, а их защита в том числе и от эрозии – задача перманентная. Глубокая колея от сельхозтехники, а также водная и ветровая эрозии – результат ошибок хозяйствования, которые сказываются на урожайности. Экономия топлива, пролонгация сроков службы шин, сохранение равномерности урожайности по всему полю помогают защищать почвы и климат, в итоге это хорошо и для конечного потребителя.
Земледельцам доверено такое богатство, как земля, и они со стоящими перед ними задачами справляются достойно. В Германии, например, ежегодно образуется примерно тонна новой почвы на гектар. Конечно, когда эрозия приводит к потере 3 т / га, требуется создавать определенный задел. Поэтому в игру вступают такие важные элементы, как производство продовольствия, сопряженное со связыванием возделываемыми культурами углекислого газа из атмосферы, получение энергии из возобновляемых источников и строительных материалов из сельхозсырья, бережное обхождение с водными ресурсами, «культивация» гумуса как хранилища СО2, забота о сохранении ландшафтов…