Центробежные разбрасыватели минеральных удобрений для сплошного внесения
Разбрасыватели минеральных удобрений сквозь призму становления агрохимии
Мы проследили появление современных дисковых разбрасывателей минеральных удобрений на примере РМУ "Стандарт", сквозь призму становления агрохимии. Рассмотрели виды и способы внесения, историю появления машин для внесения удобрений.
Минеральные удобрения. Становление агрохимии
История создания минеральных удобрений неразрывно связана и с сельскохозяйственными машинами для их применения.
Впервые о минеральных удобрениях упоминалось в 1825 году, когда в Гамбург прибыли торговые корабли с чилийской селитрой. До этого почву, в основном, подкармливали только навозом или компостом. Систематическое изучение растений и почвы началось только в XIX веке. Именно тогда впервые, благодаря голландскому ученому Юстусу Либиху, было выдвинута гипотеза о том, что расход питательных веществ нужно восполнять, добавляя в почву искусственные минеральные удобрения.
Французский химик Жан Батист Буссенго, доказал, о необходимости восполнения потерь не только фосфора и калиия, но и азота. Ранее Либих считал, что азот растения получают из воздуха.
Опыты Либиха и Буссенго позволили сформулировать один из важнейших принципов не только сельскохозяйственной науки, но и экологии: все вещества, которые человек вместе с растениями забирает из почвы, должны быть в неё возвращены.
Чтобы сохранить плодородие почвы, ей нужно возвращать все у неё взятое. Если взятое не будет возвращено полностью, то нельзя рассчитывать на получение вновь таких же урожаев; урожаи могут быть повышены только путем увеличения содержания в почве элементов питания
Таким образом, Либиха и Буссенго можно считать основателями современной агрохимии.
Первое успешное испытание полученных минеральных веществ было в Англии. После этого агрохимия начала бурно развиваться, и в наше время появилась отдельная отрасль промышленности – производство минеральных удобрений.
В нашей стране, становление агрохимии связывают с именем академика Дмитрия Николаевича Прянишникова. Именно он в В 1900—1915 годах разработал научные основы применения минеральных удобрений.
В 1905 году в Россию завозилось 2,6 млн пудов томасовых шлаков, а в 1913-м — 11,2 млн. Фосфоритов в 1905 году завозили 770 тысяч пудов, а в 1913-м уже 3,2 млн; cуперфосфатов 1,7 млн пудов, а в 1913 году — 12 миллионов.
|
|
В пересчете на 100% питательных веществ в 1928 году в СССР было произведено 0,03 млн тонн минеральных удобрений, а в 1990 году 31,7 млн.т. |
В настоящий момент, мировой годовой спрос на минеральные удобрения составляет порядка 200 млн тон.
|
|
Источник: international Fertilizers Association (IFA) https://www.fertilizer.org |
Способы внесения минеральных удобрений
По сроку внесения
Различают три способа (по сроку) внесения удобрений: допосевное (основное), припосевное (в рядки, лунки) и послепосевное (подкормка в период вегетации).
Допосевное (основное) внесение
В основное удобрение до посева вносят большую часть общей нормы применяемых под данную культуру минеральных удобрений. Внесение проводят осенью или весной, в зависимости от почвенно-климатических условий, а также от особенностей культуры и применяемых удобрений. Цель основного удобрения — обеспечить питание растений в течение всего периода вегетации.
Припосевное удобрение (стартовое)
Припосевное удобрение вносится при посеве семян или высадке рассады непосредственно в ряды (лунки, гнёзда) или закладывают лентами на некотором отдалении от них. Припосевное удобрение обеспечивает питание молодых растений в период, когда они еще не имеют мощной корневой системы и плохо используют элементы питания из почвы. Обычно вносят минимальную дозу удобрений, чтобы избежать в почве (в районе молодых корней) высокой концентрации питательных веществ.
Послепосевное внесение удобрений (подкормка)
Подкормку в период вегетации применяют как дополнение к основному и припосевному удобрению с целью увеличения питания растений в периоды наиболее интенсивного потребления ими питательных веществ, с её помощью устраняют недостаток макро- и микроэлементов. Роль подкормки возрастает, если по каким-либо причинам удобрения до посева не применялись или вносились в недостаточном количестве.
По характеру распределения минеральных удобрений
Поверхностный (разбросной способ)
Поверхностный способ, является основным способом внесения как минеральных удобрений, так и органических. Заключается в разбрасывании удобрений по поверхности поля с последующей заделкой почвообрабатывающими орудиями (плугами, культиваторами, боронами). Применяется при основном внесении и подкормке. Удобрения должны быть внесены в почву равномерно по всей площади поля. Для туковых сеялок допустимая неравномерность рассева удобрений лежит в пределах ±15%, а для разбрасывателей ±25%.
Рядковый способ
Рядковый способ – используют в припосевном внесении и подкормке. В первом случае удобрения вносят одновременно с семенами, заделывая их на 1-5 см ниже уровня семян, во втором – удобрения вносят, как правило, одновременно с культивацией, соблюдая защитные зоны.
Локальный способ
Локальный способ – внесения применяют при местной подкормке растений, кустов, деревьев.
По способу внесения
Различают поверхностное и внутрипочвенное внесение. Внутрипочвенное локальное внесение твердых минеральных удобрений в зависимости от производственных условий может осуществляться при посеве или подкормке. Для предпосевного и послепосевного внесения твердых минеральных удобрений в виде подкормки локальным методом предназначены туковысевающие устройства. Примером подобных сельскохозяйственных машин, являются зерно-туковые сеялки, при этом осуществляется рядковый высев удобрений (см. выше).
Кроме того, существуют внекорневые подкормки (листовые). Внекорневая подкормка - это внесение питательных веществ непосредственно на листовую поверхность растения с помощью опрыскивания. Удобрения в этом случае используют в виде раствора, так называемые водорастворимые удобрения - простые соли, микроэлементы в хелатной форме или комплексные водорастворимые удобрения.
В настоящий статье мы рассмотрим использование сельскохозяйственных машин для поверхностного сплошного внесения минеральных удобрений. Данные машины являются самыми распространенными на текущий момент.
Сельскохозяйственные машины для сплошного поверхностного внесения по виду рабочих органов
В западной Европе сплошное поверхностное внесение минеральных удобрений начали применять в 80-х годах XIX столетия. В России же первые опыты по способам внесения удобрений начали проводиться в период 1885-1896 гг. с созданием опытных полей. Вначале машины для сплошного внесения минеральных удобрений конструировались по типу разбросных сеялок (туковые разбросные сеялки). Но широкого распространения эти машины не получили из-за малой производительности, вместимости тукового ящика и высокой металлоемкости.
|
|
Справочник по удобрениям. Издательство "Колос". Москва 1964 г. |
В большом энциклопедическом политехническом словаре разбрасыватель удобрений описывается следующим образом:
Сельскохозяйственная машина для разбрасывания (рассева) удобрений по поверхности поля. Для разбрасывания порошкообразных и гранулированных удобрений в СССР применяют разбрасыватели удобрений навесной НРУ-0,5, прицепной 1 РМГ-4 и др. (разбрасывают удобрения на 6 - 14 м дисками с лопатками)...
|
|
Большой энциклопедически политехнический словарь |
На выставке 1958 года в Вероне в Италии был представлен маятниковый разбрасыватель удобрений, изобретённый итальянским оптовым продавцом удобрений Луиджи Стеффенино. Контракт о производстве и маркетинге по всему миру был подписан, но потребовались годы, чтобы превратить эту разработку в реальное решение для фермеров.
|
|
История компании Vicon |
На этом типе разбрасывателей внесение удобрений производится при помощи качающейся (маятниковой) трубы. Достоинство такой конструкции – малая чувствительность распределения удобрений к изменению свойств разбрасываемого материала.
Такой тип разбрасывателей в настоящее время мало распространён из-за ограниченного функционала. Все дело в том, что частоту колебаний трубы нельзя сильно увеличить, а значит, и распределить удобрение максимально равномерно не получится. Ширина захвата таких машин также невелика: 8 – 10 м.
Наибольшее распространение, в настоящее время, получили центробежные дисковые разбрасыватели минеральных удобрений. Разброс осуществляется инерцией вращающегося в горизонтальной плоскости лопастного диска, при попадании на него через дозатор из бункера сыпучего удобрения. Такие разбрасыватели могут быть навесными или прицепными.
Дисковые разбрасыватели для сплошного поверхностного внесения минеральных удобрений
В связи с расширением применения минеральных удобрений и улучшением их физико-механических свойств возрос интерес к машинам с дисковыми центробежными рабочими органами (одно- и двухдисковые). Массовое производство машин с дисковыми центробежными рабочими органами в нашей стране началось с 1962 года. Были созданы разбрасыватели РУ-4,0, РМУ-2,0 и приспособления ПРИ-8 и РКМ-500. Эти машины имели ширину захвата в 3-4 раза большую, чем обычные туковые сеялки. Кроме того, их отличало более высокая вместимость бункера, возможность загрузки любой погрузочной машиной и внесение минеральных удобрений в больших дозах, простота конструкции, меньшая металлоемкость и надежность в работе. В дальнейшем эти машины совершенствовались в направлении увеличения грузоподъемности, производительности, повышения качества технологического процесса внесения минеральных удобрений и известковых материалов в почву. Однако эти машины распределяли удобрения с большой неравномерностью (> 25%), переуплотняли почву вследствие высокого давления шин и несоблюдения агротехнических сроков работ из-за плохой проходимости. На смену старым машинам для внесения твердых минеральных удобрений и слабо пылящих мелиорантов были разработаны новые высокопроизводительные машины РУМ-5, РУМ-8, РУМ-16, КСА-3, 1РМГ- 4Б, МВУ-8Б, МВУ-0,5, СТТ-10. Новые машины превосходят известные ранее образцы по ряду существенных показателей: по равномерности внесения удобрений, эксплуатационной и технологической надежности, производительности и экономичности. В состав таких машин входят бункер (кузов) с рамой, транспортер, питатель, дозирующее устройство, туконаправитель, устройство для рассева удобрений, привод рабочих органов и вспомогательное оборудование. Дозирующими устройствами этих машин являются дисковые аппараты центробежного типа с вертикальной осью вращения. Такой тип рабочих органов применяют большинство стран мира.
За последние годы ситуация с использованием минеральных удобрений в сельскохозяйственном производстве страны резко изменилась по сравнению с предыдущими годами. В тот период удобрения использовались в сравнительно больших средних дозах (около 400 кг/га), а также проводилось известкование и гипсование почв со средней дозой внесения извести или гипса около 6000 кг/га. Поэтому для внесения минеральных удобрений и химических мелиорантов рационально было использовать машины кузовного типа с объемом кузова от 3 до 12 м и принудительными дозаторами, выполненными в виде цепочно-планчатого конвейера с регулируемой заслонкой и двух-дискового разбрасывателя. Однако в последнее время использование тяжелых кузовных разбрасывателей экономически не оправдано, поскольку удельные расходы топлива и денежные средства на единицу объема в этом случае очень высоки. Поэтому в настоящее время для внесения минеральных удобрений преимущественным спросом у крестьян пользуются навесные центробежные машины с объемом бункера 0,5-1 м. Кроме того, такие машины удобны для внесения местных удобрений (дефеката, фосфата и др.).
Применяемые в разбрасывателях дисковые рабочие органы предназначены для рассева не только гранулированных, но и порошковидных минеральных удобрений, известковых материалов и гипса, которые в своем составе имеют крупные и твердые включения.
В сравнении с однодисковыми разбрасывателями, двухдисковые аппараты имеют лучшие рабочие характеристики (ширина захвата, равномерность внесения). Они более устойчивы к изменению фрикционных свойств удобрений. Повышение коэффициента трения удобрений по лопаткам приводит к повороту веера рассева в сторону вращения диска. Когда 2 диска вращаются в разные стороны, симметричность рассева относительно линии движения сохраняется, хотя уменьшается плотность рассева в середине засеваемой полосы.
Учитывая также фактическое положение дел с хранением минеральных удобрений в хозяйствах, более приемлемыми для данных условий могут быть разбрасыватели, оборудованные рабочими органами открытого типа с плоскими дисками. Диски бывают: плоские и конусные, с вертикальной и с наклонной осью вращения. Диски оборудованы различными по форме выбросными лопастями: Z-образными, прямоугольными, желобообразными. Ряд фирм на концах лопастей помещают удлинители и предусматривают регулировку лопастей и удлинителей. Количество выбросных лопастей на дисках колеблется от 3-х до 8, диаметр дисков от 450 до 700 мм. Эти аппараты просты по устройству, надежны в работе, при правильной настройке машины способны обеспечить удовлетворительное качество поверхностного внесения минеральных удобрений и известковых материалов в почву.
Разбрасыватель РУМ-900 «Стандарт», завода «Оптсельмаш»
Рассмотрим конструкцию современного двухдискового центробежного разбрасывателя (распределителя) минеральных удобрений на примере РУМ-900 "Стандарт" производства завода «Оптсельмаш»
Разбрасыватель предназначен для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений в гранулированном, либо кристаллическом виде на полях, лугах и пастбищах. А также для подкормки озимых зерновых культур (в ранней стадии развития). Агрегат может быть использован во всех почвенно-климатических зонах России. Агрегатируется с тракторами не менее 80 л.с. Разбрасыватель РУМ-900 (РМУ-900) имеет производительность не менее 12 га/ч и ширину захвата до 24 метров (опционально до 36).
Разбрасыватель представляет собой навесную машину с бункером (1), рамой (2), рассеивающими дисками (3), редуктором (4), гидравликой (5), решетами (6)
|
|
Бункер (1), решёта (6) |
|
|
Рассеивающий диск (3), рама (2) |
Рама разбрасывателя (2) выполненная из профильной трубы 80х60 мм имеет семь точек сопряжения с бункером (1). Бункер выполнен в виде двух воронок с противокомковыми сетками для равномерного выхода удобрений. Базовый объем бункера - 900 л. Дно бункера имеет порошковое покрытие и толщину 3 мм (опционально может быть выполнено из нержавеющей стали). Для предотвращения попадания в бункер посторонних предметов используются специальные решета (6).
|
|
Решёта (6) |
На пути минеральных удобрений, после прохождения решет, оказывается шиберная заслонка толщиной 3 мм (опционально из нержавеющей стали), сопряженная с механизмом регулировки нормы внесения (5).
|
|
Регулировка ширины внесения |
Привод заслонки гидравлический (от гидросистемы трактора). Гидроцилиндр усиленный. Диаметр штока - 20 мм и отсутствие возвратных пружин (в отличие от польских и турецких аналогов) исключает самопроизвольное закрытие заслонок во время работы. Установку нормы внесения осуществляется механически с помощью регулирующего рычага дозатора, расположенного в нижней части бункера. Заслонки регулировки нормы внесения имеют толщину 2 мм (опционально из нержавеющей стали).
|
| Регулировка нормы внесения |
Чем больше число на шкале, тем больший поток удобрений будет попадать на разбрасывающие диски.
Удобрения, прошедшие шиберные заслонки и механизм регулировки внесения, попадают на рассеивающие диски (3). Разбрасывающее устройство состоит из двух дисков из нержавеющей стали, имеющих конусовидную форму. Под действием центробежной силы удобрения сбрасываются с дисков и распределяются по полю. Равномерность распределения удобрений по ширине захвата регулируется перемещением лопастей (лопаток) по отверстиям в дисках.
|
|
Регулировка ширины внесения |
Комплектные диски предназначены для внесения удобрений на ширину 18-22-24 метра.
Ширина внесения зависит от следующих факторов:
- скорости вращения ВОМ должна равняться 540 об/минуту;
- вида и структуры удобрения (чем крупнее фракция и чем больше ее отношение к мелкой, тем больше ширина внесения);
- высоты расположения диска относительно земли;
- положения разбрасывающих лопаток (при увеличении вылета лопаток ширина разброса увеличивается);
- силы ветра.
Для обеспечения равномерности внесения удобрений, обязательно учитывается перекрытие.
Опционально возможна установка дисков и лопаток для позднего внесения удобрений, при высоте стеблей не более 1м.
Вращательный момент к рассеивающим дискам передается от ВОМ трактора, через карданный вал и редуктор (4).
|
|
Редуктор (4) |
Используемый редуктор с увеличенным межцентровым расстоянием (770 мм), позволяет установить лопатки большей длины и дополнительную стойку между швеллером и бункером разбрасывателя. Диаметр центрального вала редуктора 30 мм (увеличенный), что положительно сказывается на ресурсе агрегата. В конструкции редуктора применяются эластичные предохранительные муфты (эластичные сцепления). Так-же, в редукторе предусмотрены технологические отверстия для обслуживания и контроля.
Для защиты трактора и редуктора от остаточной кинетической энергии, возникающей при резком замедлении или остановке трактора, рекомендуется использовать карданный вал с обгонной муфтой.
Для предотвращения повреждения разбрасывателя и трактора летящими удобрениями, а разбрасывающего механизма – грунтом из под колес, разбрасыватель оснащается основным, верхним и дополнительным экранированием из нержавеющей стали.
К существенным достоинствам разбрасывателя также можно отнести поэлементную порошковую окраску и возможность установки на транспортную тележку, что превращает навесной разбрасыватель удобрений в прицепной.
Заключение
В настоящее время, ООО «Оптсельмаш» производит линейку разбрасывателей минеральных удобрений РМУ (РУМ) с бункерами различных объемов:
РМУ «Стандарт», РМУ «Фермер», РМУ «Лидер» (в т.ч. с буккером из нержавеющей стали), транспортные тележки к разбрасывателям.
Подробнее с полным ассортиментом разбрасывателей минеральных удобрений Оптсельмаш вы можете ознакомиться в разделе «Разбрасыватели минеральных удобрений» на сайте компании.
С полным описанием изделия "РУМ-900 "Стандарт" Разбрасыватель удобрений навесной" вы можете ознакомиться на нашем сайте.
Используемые материалы
- В поисках секрета плодородия: как развивалась агрохимия до наших дней. 15.09.2020. https://rapu.ru/analitics/v_poiskakh_sekreta_plodorodiya_kak_razvivala/1702/
- История минеральных удобрений. Фев 25, 2023 http://geum.ru/next/art-367558.leaf-3.php
- История Vicon. https://vicon.newagri.online/about/history/
- Катя Игнотенко. Механизация внесения минеральных и органических удобрений. Барнаул - 2006 https://pandia.ru/text/77/443/634.php
- И.Г.Калабеков, "СССР и страны мира в цифрах", 2008 - 2023. Химическая и нефтехимическая промышленность СССР https://su90.ru/industry2.html
- Листовые подкормки и нужны ли они вам. Школа садоводов Марии В. https://dzen.ru/mvagro
- Машины для внесения удобрений. Виды, характеристики и тенденции развития машин. 20 Апреля, 2020 https://itexn.com/1169_mashiny-dlja-vnesenija-udobrenij-vidy-harakteristiki-i-tendencii-razvitija-mashin.html
- Основные способы внесения удобрений. 08.07.2021. http://ursn-nnov.ru/ru/news/?nid=17860&a=entry.show#:~:text=Различают%20три%20способа%20внесения%20удобрений%3A,послепосевное%20(подкормка%20в%20период%20вегетации)
- Разбрасыватель минеральных удобрений. https://mirfermera.ru/935-razbrasyvatel-mineralnyh-udobreniy.html#link4-4
- Разбрасыватель минеральных удобрений РМУ-900-Н "Стандарт". Оптсельмаш. https://optselmash.ru/razbrasyvatel-mineralnyh-udobreniy-rmu-900-n-standart/
- Седашкина Елена Александровна. Рациональные параметры центробежного рабочего органа разбрасывателя для поверхностного внесения минеральных удобрений : диссертация... кандидата технических наук : 05.20.01 Саранск, 2007 153 с. РГБ ОД, 61:07-5/2655 http://www.dslib.net/selxoz-mashyny/racionalnye-parametry-centrobezhnogo-rabochego-organa-razbrasyvatelja-dlja.html
- Способы внесения удобрений. https://studwood.net/1928556/agropromyshlennost/sposoby_vneseniya_udobreniy
- Способы и сроки внесения удобрений. 29.04.2019. https://universityagro.ru/агрохимия/способы-и-сроки-внесения-удобрений/
- Справочник по удобрениям. Издательство "Колос". Москва 1964. https://ru-ecology.info/annot/0000000000184090010000000000000/Разбрасыватель удобрений. Большой энциклопедический политехнический словарь https://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/7613/РАЗБРАСЫВАТЕЛЬ
