Основная часть. 
Анализ и исследование основных типов современных сошников

На сегодняшний день производители сельскохозяйственных машин предлагают целый ряд сошников различного типа, из которого можно выделить пять основных типов: однодисковый, двухдисковый, долотовидный, килевидный и анкерный.

При выборе посевных машин возникает вопрос: «Какой сошник предпочесть?».

Тенденции и предпочтения говорят сегодня сами за себя: анкерные сошники выходят из моды, а долотовидные используются только при определенных условиях. Все больше аграриев предпочитают приобретать сеялки с одноили двухдисковыми сошниками. На сегодняшний день около 85% всех посевных агрегатов производители сельхозмашин поставляют с вышеуказанными рабочими органами. Связано это с тем, что важным пунктом для производителей является предложение рынку разнообразного оборудования. При этом не имеет особого значения, применяет ли хозяйство безотвальную обработку почв или же предпочитает вспашку плугом. Производители сельхозмашин хотят быстро и эффективно реагировать на предпочтения и спрос потребителей на посевную технику [3].

Сошники, используемые в традиционной технологии, создают различные профили посевной бороздки. Обычно используются сошники с двумя вариантами профиля посевной бороздки: V-образная щель и U-образная щель (рис. 1).

Рис. 1 Профили посевных борозд в суглинистых почвах: А — V-образные, Б — U-образные; при влажности почвы: 1 — 15%, 2 — 20%, 3 — 27%

Однодисковые сошники оснащают сферическими или плоскими дисками. Этот тип сошников (рис. 2) в последнее десятилетие получил широкое распространение, имея ряд существенных преимуществ. При работе они образуют U-образный профиль посевной бороздки.

Однодисковые сошники имеют ряд преимуществ, к которым относятся: более высокая универсальность и надежность работы на любых агрофонах, в том числе и с растительными остатками; простые и легкие в обслуживании. Но при их использовании следует учитывать и тот фактор, что после прохода такого сошника остается гребнистая поверхность. Качество работы всех однодисковых сошников (с плоским либо тарельчатым диском) зависит от угла к направлению движения. При повышенных скоростях посевная бороздка образуется шире и мельче, чем при пониженных. При этом на рыхлой почве грунт откидывается на расстояние, затрудняющее его возврат. К недостаткам такого типа сошников можно отнести: возможность втягивания растительных остатков в посевную бороздку, быстрая изнашиваемость и отсутствие уплотнения почвы как у основания, так и по бокам посевной бороздки.

Двухдисковые сошники (рис. 3) при работе образуют V-образный профиль посевной бороздки. Они тяжелые, глубоко погружаются в почву, неравномерно укладывают семена по глубине и разбрасывают их по горизонтам, в результате чего только до 40% высеянных семян заделываются на требуемую оптимальную глубину. Несмотря на это, они в последние годы стали широко применяться на посевных машинах ведущих европейских фирм.

Рис. 3 Двухдисковый сошник

По ходу сева двухдисковые сошники отчасти способствуют созданию микросреды вокруг высеваемых семян. Положительное действие двухдисковых сошников в том, что они производят посев без блокирования за счет растительных остатков. Конструкция сравнительно простая и легкая в обслуживании. Наибольшие недостатки: высокое проникающее усилие; зависимость от состояния почвы, тенденция затягивания растительных остатков внутрь бороздки, что мешает осуществлению контакта семян и почвы на сухих грунтах, а во влажных почвах, приводящих к образованию жировых кислот, отрицательно влияют на развитие семян.

По данным полевых агрономических опытов, двухдисковые сошники по сравнению с килевидными снижают урожайность на 2−3 ц/га. При их применении требуется довсходовое и послевсходовое прикатывание почвы, что повышает равномерность заделки семян и улучшает их контакт с почвой. Такого типа сошники хорошо пригодны для посева по мульче.

Долотовидные сошники (рис. 4) рыхлят даже сухую, твердую почву и справляются с толстыми мульчирующими слоями. Кроме посева, не производится никакой другой обработки почвы. При работе они образуют U-образный профиль посевной бороздки. Сошник выполнен подобно лапе культиватора и работает при помощи своего нижнего зацепления на установленной глубине. Техника позволяет использовать высокие рабочие скорости и является хорошей альтернативой для больших площадей.

Рис. 4 Долотовидный сошник

На первый взгляд такие сошники имеют лишь положительные стороны: очень хорошую пригодность для посева по мульче, высокую производительность, возможность прямого посева и простую конструкцию. Но у них существует и ряд недостатков: при посеве по мульче необходима предварительная обработка культиватором, при использовании машин с рамной конструкцией поверхность поля должна быть хорошо выровнена.

Обычно анкерные сошники (рис. 5) образуют U-образный профиль посевной бороздки. При влажных условиях они сглаживают основание посевной бороздки, а иногда и ее стенки, что негативно влияет на развитие корневой системы проростка, особенно при высыхании почвы и образовании корки. Разрывное действие сошника сопровождается образованием вдоль посевной бороздки полосок рыхлой почвы, которую используют для заделки семян. Характер и количество рыхлой почвы зависят от влажности и скорости движения. Часто на тяжелых глинистых почвах невозможно получить рыхлую субстанцию для закрытия посевной бороздки. Иногда за несколько часов сухой погоды края посевной бороздки становятся ломкими и осыпаются вниз под действием загортачей, обеспечивающих заделку семян. Качество покрытия высеянных семян рыхлой почвой после прохождения анкерного сошника целиком зависит от времени, что очень неудобно.

Рис. 5 Анкерный сошник

Проблемой при использовании анкерных сошников является их быстрая изнашиваемость. В течение срока службы они постоянно видоизменяются, что затрудняет анализ зависимости формы посевной бороздки от формы сошника.

Сошники этого типа удобны тем, что качество их работы меньше зависит от скорости движения и они не затягивают в посевную бороздку растительные остатки. Это является плюсом для прохождения сеялки, но минусом с точки зрения создания микроклимата.

Главным недостатком анкерных сошников является высокий уровень износа и слабая способность к управлению растительными остатками.

Однодисково-анкерный сошник (рис. 6) сочетает достоинства и дисковых, и анкерных сошников, так как бороздку образовывают совместным действием киля и диска, установленного под углом атаки к направлению движения. Благодаря такому устройству, как и у килевидного сошника, качественно образуется бороздка и равномерно укладываются семена по глубине, при этом предотвращается сгруживание и забивание его почвой. При работе он создает U-образный профиль посевной бороздки.

Рис. 6 Однодисково-анкерный сошник

Для более наглядного представления об эффективности анализируемых сошников необходимо произвести оценку качества их работы по бороздообразованию [4]. Оценка велась по результатам наблюдений за видимым перемещением частиц почвы и по величине деформации почвы после прохода сошника [5, 6].

Анализ полученных данных, представленных на рис. 7, показывает, что у долотовидного сошника наибольшее значение суммарных высот ординат H (до 20 мм), это свидетельствует о нерациональной конструкции сошника. Что касается остальных сравниваемых сошников, то профили образуемых ими посевных борозд схожи, а это говорит об их взаимозаменяемости.

Самым эффективным сошником из четырех типов является анкерно-дисковый, который практически не создает гребней, хотя на различных типах экспериментальные данные будут отличаться от представленных.