Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

УДК 631.331.85

DOI: 10.31857/S2500262722010100

ГЕОМЕТРИЯ ПОСЕВА ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР*

А.А. Завражнов¹, кандидат технических наук, А.И. Завражнов¹, академик РАН, А.А. Земляной¹,

В.Ю. Ланцев¹, доктор технических наук, Д.В. Акишин¹, кандидат сельскохозяйственных наук,

А.С. Ибраев², кандидат технических наук, А.В. Якушев³

¹Мичуринский государственный аграрный университет,

393760, Тамбовская обл., Мичуринск, ул. Интернациональная, 101

E-mail: aiz@mgau.ru

²Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир хана,

090000, Западно-Казахстанская обл., Уральск, ул. Жангир хана, 51

E-mail: ibraevadil2012@mail.ru

3Публичное акционерное общество «Миллеровосельмаш»

346130, Ростовская обл., г. Миллерово, ул. Заводская, 1

E-mail: info@msm161.ru

В мировой и отечественной практике при посеве пропашных культур используют сеялки точного высева (СТВ), обеспе-

чивающие точный пунктирный посев семян. Отличительная особенность подавляющего большинства зарубежных и

отечественных СТВ для пропашных культур - наличие опционного оборудования для внесения удобрений одновременно

с высевом семян. Опция припосевного (стартового) внесения удобрений на сегодня - обязательная функциональная (по-

требительская) характеристика всех вновь разрабатываемых и реализуемых СТВ для пропашных культур. Современные

СТВ могут обеспечить практически любую норму высева в необходимых геометрических сочетаниях (параметрах) с

оптимальным размещением (раскладкой) семян на поле. Один из резервов повышения урожайности пропашных куль-

тур - увеличение числа растений на единицу площади при оптимизации размещения (раскладки) семян. Технические

возможности производимых СТВ и появление новой системы машин позволяют эффективно проводить посев с узким

междурядьем и сдвоенными рядками. Существующая технико-технологическая схема локально-ленточной заделки удо-

брений современных СТВ определяет их сплошное (непрерывное) внесение. Это сопровождается излишним расходом

удобрений и затратами питательных веществ на рост и развитие сорняков, распологающихся в промежутках между

семенами. Проведенные исследования позволили оптимизировать процесс посева пропашных культур с одновременным

внесением припосевных (стартовых) удобрений путем их размещения по схеме «5×5×5» (на 5 см грубже семени, на 5 см

в сторону от рядка растений, «очагами» размером 5 см), которая обеспечивает снижение нормы внесения и экономию

удобрений в 2 раза и более. Предлагаемая схема реализована в техническом концепте, обозначенном как «высевающий

аппарат для точного высева пропашнух культур и локального дифференцированного внесения удобрений» (патент РФ

№199944 от 29.09.2020), в котором высевающий аппарат СТВ выполнен совместно с дозирующим устройством для при-

посевных (стартовых) удобрений.

GEOMETRY OF SOWING AROUND CROPS

Zavrazhnov A.A.¹, Zavrazhnov A.I.¹, Zemlyanoj A.A.¹, Lantsev V.Yu.¹, Akishin D.V.¹, Ibraev A.S.², Yakushev A.V.³

¹Michurinsk State Agrarian University,

393760, Tambovskaya obl., Michurinsk, ul. Internatsional’naya, 101

E-mail: aiz@mgau.ru

²Kazakhstan Agrarian and Technical University named after Zhangir Khan,

090000, Zapadno-Kazakhstanskaya obl., Ural’sk, ul. Zhangir khana, 51

E-mail: ibraevadil2012@mail.ru

³Public Joint Stock Company «Millerovoselmash»

346130, Rostov region, Millerovo, st. Factory, 1

E-mail: info@msm161.ru

Abstract. In world and domestic practice, when sowing row crops, precision seeders (STS) are used, which provide accurate dotted

sowing of seeds. A distinctive feature of the vast majority of foreign and domestic PTS for row crops is the availability of optional

equipment for applying fertilizers simultaneously with sowing seeds. The option of pre-sowing (starting) application of fertilizers

today is a mandatory functional (consumer) characteristic of all newly developed and implemented STS for row crops. Modern STS

can provide almost any seeding rate in the required geometric combinations (parameters) with optimal placement (layout) of seeds

on the field. One of the reserves for increasing the yield of row crops is to increase the number of plants per unit area while opti-

mizing the placement (layout) of seeds. The technical capabilities of modern STV and the emergence of a new system of machines

allow efficient sowing with narrow row spacing and double rows. The existing technical and technological scheme for the local-tape

incorporation of modern STS fertilizers determines their continuous (continuous) application. This predetermines the excessive

consumption of fertilizers and, as a result, the “feeding” of weeds in the intervals between seeds. The conducted studies allowed to

optimize the process of sowing tilled crops with the simultaneous application of near-sowing (starter) fertilizers by placing them ac-

cording to the «5х5х5» scheme (placement of fertilizers relative to the seed at a depth of 5 cm, away from the row of plants 5 cm and

the focus (zone) of application 5 cm), which provides a reduction in the application rate and saves fertilizers by 2 times or more. The

technological scheme «5x5x5» is implemented in a technical concept, designated as a «seeder for precision seeding of row crops and

local differentiated fertilization» (RF patent No. 199944 dated 09.29.2020) fertilizers.

* Результаты исследований, представленные в статье, получены в рамках реализации Соглашения №075-11-2019-041 от 22 ноября 2019 г.

между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и ПАО «Миллеровосельмаш» на выполнение НИОКТР по теме

«Создание высокотехнологичного производства многофункциональных комплексов для посева и возделывания пропашных и овощных куль-

тур в системе «точного» и «нулевого» земледелия на базе интеллектуальных мехатронных модулей». НИОКТР выполняется в организации

Головного исполнителя (ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ).

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

Ключевые слова: пропашные культуры, геометрия посева,

Key words: row crops, sowing geometry, narrow row spacing,

узкое междурядье, двухрядная и равнораспределенная рас-

two-row and equally distributed layout, precision seeders, local

кладка, сеялки точного высева, локально-очаговое внесение

focal application of pre-sowing (starting) fertilizers.

припосевных (стартовых) удобрений.

По определению сельскохозяйственного энциклопеди-

ресурсосбегегающего (No-till, Strip-till и др.) земледелия. В

ческого словаря (СЭС), к пропашным культурам относят

системе пропашного земледелия для процедуры (операции)

сельскохозяйственные растения, нормальный рост и раз-

посева необходимо обеспечить точное (по количеству) и

витие которых требуют больших запасов питательных

оптимальное (по ряду или площади) размещение семян на

веществ и влаги в почве, борьбы с сорняками болезнями и

поле, для процедуры (операции) внесения припосевных

вредителями [1]. Это зерновые (кукуруза, соя и др.), тех-

(стартовых) доз удобрений - их локально-ориентированное

нические (сахарная свекла, подсолнечник и др.), овощные

дифференцированное размещение относительно высеян-

и бахчевые (кабачки, баклажаны, кормовая свекла, арбузы,

ных семян.

дыни и др.) культуры.

Согласно определению ГОСТ 28718-2016, локальное

Агробиологические особенности пропашных культур

внесение удобрения - это внесение, обеспечивающее его

требуют применения специального технического оснаще-

размещение в почве очагами различной формы (рядковое,

ния для их посева, возделывания и уборки. В мировой и

ленточное, порционное). По определеню ГОСТ Р 56084-

отечественной практике при посеве пропашных культур

2014, дифференцированное внесение удобрений - это

используют, так называемые, сеялки точного высева (СТВ),

внесение удобрений с переменной дозой, рассчитанной на

обеспечивающие точный пунктирный посев семян (в рам-

основе анализа плодородия почв.

ках представленной работы под термином «посев» мы по-

Многочисленными исследованиями доказано, что

нимаем технологические, «высев» - технические аспекты

увеличение продуктивности (урожайности) сельскохозяй-

операции посева пропашных культур) [2, 3].

ственных растений определяет интенсивность их развития

Согласно определению ГОСТ 16265-89, под точным

и оптимальное размещение по площади поля, которые, в

подразумевается посев строго определенного количества

свою очередь зависят, от точности высева (заданного ко-

семян в рядке, обеспечивающий оптимальную площадь

личества семян на единицу площади поля), равномерного

питания растений, под пунктирным - рядовой посев с оди-

распределения, высева на необходимую и одинаковую

ночным равномерным распределением семян в рядках.

глубину, а также рационального размещения удобрений

Отечественные нормативы (ГОСТ 31345-2017, СТО

относительно семян [6, 7, 8]. Перечисленные факторы в

АИСТ 5.6-2018) разделяют сеялки точного высева на се-

первую очередь характеризуются геометрическими па-

ялки для пропашных культур (с фиксированной шириной

раметрами посева, которым в последние годы уделяют

междурядья 45, 60, 70, 75 и 90 см), сахарной свеклы (с фик-

большое внимание. В научный и практический обиход

сированной шириной междурядья 45 и 60 см), овощных (с

описания процесса посева, стала вводится специфическая

щириной междурядья в соответствии с агротехническими

геометрическая терминология, например, точность высева

требованиями для определенной культуры) и бахчевых

в 3D-формате (точность в трёх измерениях) или триангу-

культур (с фиксированной шириной междурядья 180 см).

ляционное размещение семян (размещение в вершинах

Американские и некоторые европейские сеялки точного

треугольников, примыкающих один к другому) и др.

высева для пропашных культур имеют фиксированную

Признавая факт важности оптимального взаимного

ширину междурядья, выраженную в дюймовой системе

расположения точного количества посеяных семян и

мер. Так, известные американские фирмы John Deere (www.

внесенных припосевных (стартовых) удобрений, счита-

johndeere.com) и Great Plains (www.greatplainsint.com ) вы-

ем целесообразным ввести параметр (термин), который

пускают СТВ с шириной междурядья 30´´ (76,2 см), 36´´

трактуется как «геометрия посева» пропашных культур. В

(91,4 см), 38´´ (96,5 см) и 40´´ (101,6 см).

нашем понимании геометрия посева - это геометрические

Ширина междурядья СТВ - исторически сложившийся

параметры посева сельскохозяйственных культур.

параметр, который, в свое время, был сформирован при-

Цель исследования - анализ геометрических параметров

нятой технологией возделывания пропашных культур и

посева пропашных культур с одновременным внесением

техническими возможностями сеялок и других машин

припосевного (стартового) удобрения для разработки кон-

(системы машин) для выполнения сопутствующих техно-

курентоспособных технико-технологических решений.

логических операций (например, уничтожение сорняков в

Методика. Методологической основой исследования

междурядьях пропашными культиваторами, междурядное

послужило изучение геометрических параметров высева

опрыскивание, комбайновая уборка и др.).

пропашных культур, которые обеспечивают современные

Отличительная особенность подавляющего большин-

СТВ с расчетом площади питания растений (без учета ее

ства зарубежных и отечественных СТВ для пропашных

формы). Работу проводили на основании изучения прото-

культур - наличие опционного оборудования для внесения

колов испытаний региональных машинно-испытательных

удобрений одновременно с высевом семян. Эта операция

станций (МИС) в период 2012-2019 гг. (табл. 1) и отчетов

трактуется как припосевное (стартовое) внесение удобре-

производителей.

ний, обеспечивающее растения питательными веществами

В исследованиях использовали математические модели

в начальный период вегетации, когда слабая корневая

определения площади питания растений с целью оптими-

система не может в достаточном количестве усваивать их

зации нормы высева пропашных культур в зависимости от

из почвы и основного удобрения, внесенного под вспашку

геометрических параметров посева семян и их раскладки

или культивацию [4]. Опция припосевного (стартового)

на поле, с учетом внесения припосевных (стартовых) удо-

внесения удобрений одновременно с высевом семян -

брений.

обязательная функциональная (потребительская) характе-

Результаты и обсуждение. Геометрическими пара-

ристика всех вновь разрабатываемых и реализуемых СТВ

метрами посева пропашных культур служат следующие

для пропашных культур [4, 5].

(ГОСТ 31345-2017, СТО АИСТ 5.6-2018): h - глубина посе-

Основные атрибуты технико-технологического

ва (расстояние от поверхности почвы до высеянных семян),

развития современного растениеводства - точность и

см; В - ширина междурядья (расстояние между центрами

эффективность. Они реализованы в системах точного и

соседних рядков растений в одном проходе сеялки), см;

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

Табл. 1. Список протоколов испытаний сеялок точного высева (СТВ)

Номер протокола

Наименование МИС

Наименование и марка машины, страна-изготовитель

01-12-12

Алтайская

СТВ универсальная УПС-8-02, Украина

01-14-12

Алтайская

СТВ Caspardo SP Dorada 8F-70, Италия

01-16-13

Алтайская

СТВ Caspardo SP Dorada 8F-70, Италия

01-22-13

Алтайская

СТВ СТП-12 «РИТМ-1М»

01-23-13

Алтайская

СТВ Caspardo МТ 8-70, Италия

01-37-13

Алтайская

СТВ прицепная Challenger CH 8108, США

03-08-13

Владимирская

СТВ пропашная ТС-М 8000А

03-12-13

Владимирская

СТВ пропашная SPP-8FS, Молдова

03-14-13

Владимирская

СТВ универсальная УПС-8-02, Украина

08-40-13

Поволжская

СТВ John deere DB-55, США

08-101-13

Поволжская

СТВ пропашная SPP-8, Молдова

08-89-14

Поволжская

СТВ KINZE 3700, США

01-13-14

Алтайская

СТВ пропашная «Maskar Maxi», Италия

03-10-14

Владимирская

СТВ пропашная МС-8

11-01-14

Северо-Кавказская

СТВ пропашная МС-8

11-02-14

Северо-Кавказская

СТВ пропашная МС-12

11-03-15

Северо-Кавказская

СТВ СТП-12 «РИТМ-1М»

01-08-15

Алтайская

СТВ пропашная «Maskar Maxi», Италия

01-09-15

Алтайская

СТВ Gaspardo SP Dorada MT8-70, Италия

03-16-15

Владимирская

СТВ Gaspardo SP8 Dorada, Италия

08-21-15

Поволжская

СТВ KINZE 3600, США

14-26-15

Центр.-Черноземная

СТВ Vaderstad Tempo TPF8

03-08-17

Владимирская

СТВ Gaspardo SP/540 8 ROWS, Италия

11-02-17

Северо-Кавказская

СТВ пропашная МС-8

11-04-17

Северо-Кавказская

СТВ пропашная МС-12

01-17-18

Алтайская

СТВ Gaspardo SP Dorado МТ 8-70, Италия

03-14-18

Владимирская

СТВ Gaspardo SP 8 R70 5800, Италия

08-11-18

Поволжская

СТВ VEGA-8. ПАО «Эльворти». Украина

12-10-18

Сибирская

СТВ пропашная ТС-М-4150А

01-18-18

Алтайская

СТВ пропашная МС-8

01-35-19

Алтайская

СТВ KUHN Maxima 2TRS, Франция

03-12-19

Владимирская

СТВ ТС-М-4150А

03-14-19

Владимирская

СТВ пропашная МС-8

11-08-19

Северо-Кавказская

СТВ пропашная МС-8

11-10-19

Северо-Кавказская

СТВ пропашная МС-12

08-09-19

Поволжская

СТВ KINZE 3000, США

08-13-19

Поволжская

СТВ СТП-12 «РИТМ-1М»

08-30-19

Поволжская

СТВ УПС-8-02, Украина

t - шаг посева (расстояние между двумя следующими одно

Ранее основным параметром, используемым для оценки

за другим семенами в ряду), см; L - длина посева, пм/га;

агротехнологической эффективности операций посева и

N - норма высева (количество семян, посеянных на единицу

возделывания пропашных культур была норма высева. Она

площади, шт./га, или единицу длины, шт./пм).

формирует заданную густоту стояния растений, которая в

свою очередь определяет продуктивность и урожайность.

Отечественными нормативами (ГОСТ 31345-2017, СТО

АИСТ 5.6-2018) установлено, что для пропашных культур

норма высева составляет 1,4…8 шт./пм (t = 71,4…12,5 см),

для сахарной свеклы - не более 6 шт./пм (t = 16,7 см), для

бахчевых культур - 2…4 шт./пм (t = 50,0…25,0 см).

Сейчас для оценки агротехнологической эффективности

кроме нормы высева используют геометрические параметры,

определяющие рациональное (оптимальное) размещение (рас-

кладку) растений на поле. В современном пропашном земледе-

лии используют следующие четыре основные раскладки:

однорядная (однострочная) с широким междурядьем

Рис. 1. Геометрия высева пропашных культур в 2D-

(которая трактуется как традиционная или классическая);

формате: а - однорядная (однострочная) раскладка с

широким междурядьем, б - однорядная (однострочная)

однорядная (однострочная) с узким междурядьем;

раскладка с узким междурядьем, в - двухрядная

двухрядная (двухстрочная, зарубежное название - Twin

(двухстрочная) триангуляционная раскладка, г -

Row);

равнораспределенная гексагональная раскладка.

равнораспределенная.

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

(S_К = 907,5 см²) и оптимальную геометрию размещения

семян на площади поля (t = 34 см) обеспечивает равно-

распределенная гексагональная раскладка. Это заключе-

ние подтверждают результаты исследований различных

авторов, которые утверждают, что при такой раскладке

площади зон питания и равноудаленность растений одно

от другого имеют максимальные значения [10, 13, 14].

Для различных раскладок при одинаковой норме высева

соблюдается условие:

(1)

S К^{’ < S}К^{’’ < S}К^{’’’< S}К^’’’’

где S_К’, S_К’’, S_К’’’ и S_К’’’’- площади питания соот-

ветственно при однорядной (однострочной) раскладке

с широким междурядьем; однорядной (однострочной)

раскладке с узким междурядьем; двухрядной (двухстроч-

Рис. 2. Посевы пропашных культур с различной

ной) триангуляционной раскладке; равнораспределенной

раскладкой.

гексагональной раскладке.

Как было отмечено, основной резерв повышения уро-

Первые две раскладки (рис. 1, а, б, рис. 2, а, б) относятся

жайности пропашных культур - увеличение нормы высева,

к так называемому тетрагональному типу, в котором семена

в частности для кукурузы и подсолнечника с 30…50 тыс.

располагаются в вершинах четырехугольников без смеще-

шт./га до 100…150 тыс. шт./га. Увеличение нормы высева

ния одно относительно другого по шагу посева в соседних

при однорядном посеве на узком междурядье или двухряд-

рядах. Две остальные раскладки образованы путем смеще-

ном посеве на стандартном междурядье позволяет повы-

ния семян в соседних рядах одно относительно другого на

сить урожайность пропашных культур более чем на 10 %

половину шага посева (см. рис. 1, в, г, рис. 2, в).

[11]. Это стало возможным благодаря конструкционным

Несмотря на достижения селекционной науки, основ-

изменениям современной системы машин для пропашного

ным резервом повышения урожайности пропашных

земледелия, позволяющим не ограничиваться стандарт-

культур по-прежнему остается увеличение количества

ными междурядьями (70 см, 75 см, 90 см в метрической

растений на единице площади, определяемое нормой

системе и 30’’, 36’’, 38’’ в дюймовой системе), а проводить

высева. Основные ограничения при ее увеличении - обе-

работы на зауженных междурядьях - от 38,1 см (15’’) до

спечение требуемой площади питания и оптимальной

24,1 см (9,5’’).

густоты стояния растений [8]. Если необходимые условия

Уменьшение ширины междурядья и двухрядный по-

питание можно сформировать путем внесения удобрений,

сев с возможностью смещения семян по шагу в соседних

то конкуренция растений за влагу и свет (при значительной

рядах - одно из ключевых конструкционных и технических

густоте стояния) приводит к снижению их продуктивно-

новаций в развитии СТВ для пропашных культур.

Табл. 2. Площади зон питания растений при различной раскладке и одинаковой норме высева, шт./га

Геометрические параметры высева

Площадь

Раскладка

Sк, см²

см

пм/га

шт./пм

шт./га

Однорядная (однострочная) раскладка с широким междурядьем

14285,71

7,1

101420

153,9

Однорядная (однострочная) раскладка с узким междурядьем

22222,22

4,5

101420

379,9

Двухрядная (двухстрочная) триангуляционная раскладка

14285,71

3,6

101420

615,4

Равнораспределенная гексагональная раскладка

34482,76

2,9

101420

907,5

сти. По выражению Л.В. Фадеева, основная задача точной

В табл. 3 представлены геометрические параметры

агротехнологии - не заставлять растения тратить энергию

высева пропашных культур, которые обеспечивают со-

на борьбу между собой при увеличении их количества на

временные СТВ [9] с указанием площади зоны (без учета

единице площади [9, 10]. Решается она путем оптимизации

ее формы) питания растений S, которую рассчитывали по

геометрии размещения семян на засеваемой площади.

формулам:

На сегодняшний день нет единой методики определения

S=104×(104/N),

(2)

формы площади (зоны) питания растений в зависимости

где S - площадь питания, см²; 10⁴ = 10000 м² - площадь,

от их раскладки. Так, по данным фирмы Monosem (www.

га; N - норма высева, шт./га;

monosem-inc.com), формы площадей (зон) питания выгля-

исходя из этого

дят как фигуры неправильной формы, прилегающие одна к

для однорядной (однострочной) раскладки

другой. Д. Шпаар и Л.В. Фадеев для равнораспределенной

S=Вt;

(3)

раскладки определяют формы площадей (зон) питания в

для двухрядной (двухстрочной) раскладки

виде правильных шестиугольников [10, 11]. Ряд исследо-

S=Вt/2,

(4)

вателей определяют их в виде кругов [12].

где В - ширина междурядья, см; t - шаг посева, см.

В большинстве случаев площадь питания растений

Зависимости (2)-(4) позволяют определить норму вы-

определяют (по принятой в растениеводстве практике)

сева (шт./га) для любых геометрических параметров высева

делением густоты стояния на единицу площади (10, ГОСТ

и выбранной раскладки растений на поле по следующим

31345-2017, СТО АИСТ 5.6-2018). Расчетные данные (табл.

формулам:

2) показывают, что при одинаковой норме высева традици-

для однорядной (однострочной) раскладки

онная (классическая) раскладка (наиболее нерациональна в

N=10⁸/Bt;

(5)

плане площади питания (S_К = 153,9 см²) и загущенности рас-

для двухрядной (двухстрочной) раскладки

тений в ряду (t = 14 см). Максимальную площадь питания

N=2×10⁸/Bt.

(6)

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

Табл. 3. Геометрические параметры высева пропашных культур

Ширина

Расстояние между

Ширина междуря-

Длина посева

Норма высева (N)

Площадь зоны пита-

ряда (b),

семенами в ряду (t),

дья (B), cм (‘’)

(L), пм./га

ния (S), см²

cм (‘’)

см (‘’)

шт./пм

шт./га

Однорядная (однострочная) «классическая» раскладка с широким междурядьем

70,0

12,5…71,4

14285,71

1,4…8

20008…114286

875,0…4998,0

90,0

12,5…71,4

11111,11

1,4…8

15562…88889

1125,0…6426,0

Однорядная (однострочная) раскладка с узким междурядьем

Геометрия высева от Monosem (www.monosem-inc.com ). Ультра узкий ряд (UNR - ulitra narrow row)

24,1 (9,5’’)

6,7…20,0

41493,78

5,0…15,0

70000…215000

160,7…482,0

Геометрия высева от Kinze (www.kinze.com )

35,0

4,3…22,4

28571,42

4,5…23,2

127951…662689

150,5…784,0

Геометрия высева от John Deere (www.johndeere.com) и Great Plains (www.greatplainsint.com )

35,0

3,9…82,6

28571,42

1,2…25,6

34590…732601

136,5…2891,0

38,1 (15’’)

3,5…75,9

26246,72

1,3…28,6

34581…749906

133,4…2891,8

Геометрия высева от Kverneland (www.kverneland.com )

37,5

5,0…46,0

26666,67

2,2…20,0

57971…533333

187,5…1725,0

Двухрядная (двухстрочная) раскладка

Геометрия высева от John Deere (www.johndeere.com) и Great Plains (www.greatplainsint.com ). Система Twin Row

76,2 (30’’)

20.3 (8’’)

23,4

13123,36

8,5

112165

891,6

91,4 (36’’)

20.3 (8’’)

23,4

10940,92

8,5

93512

1069,4

96,5 (38’’)

20.3 (8’’)

23,4

10362,69

8,5

88570

1129,1

Геометрия высева от Monosem (www.monosem-inc.com ). Система Twin Row

75,0

20,3 (8’’)

31,2 (12,3’’)

13333,33

6,4

85470

1170,0

76,2 (30’’)

20,3 (8’’)

31,2 (12,3’’)

13123,36

6,4

84124

1188,7

80,0

20,3 (8’’)

31,2 (12,3’’)

12500,0

6,4

80128

1248,0

Геометрия высева от MaterMac (www.matermacc.it ). Система Twin Row

53,0

22,0

26,0

18867,92

7,7

145138

689,0

70,0

22,0

26,0

14285,71

7,7

109890

910,0

75,0

22,0

26,0

13333,33

7,7

102564

975,0

Геометрия высева от Gaspardo (www.maschio.com ). Система Quincoince

75,0

25,0

26,0

13333,33

7,7

102564

975,0

Геометрия высева от Lemken (www.lemken.com ). Система Delta Row

75,0

12,5

29,6

13333,33

6,8

90090

1110,0

Равнораспределенная гексагональная раскладка

Геометрия высева от Kverneland (www.kverneland.com ). Система Geo Seed

37,5

43,3

26666,67

2,3

61526

1623,8

Геометрия высева по Фадееву Л.В. [5, 6]

40,0

45,0

25000,0

2,2

55556

1800,0

Геометрия высева по Шпаару Д. [7]

29,0

34,0

34482,76

2,9

101420

986,0

На основании данных табл. 3 с использованием формул

вающих секций сеялок. Однако такой (весьма практичный

(5) и (6) были расчитаны нормы высева пропашных культур

и может быть вполне рациональный) подход имеет свои

в зависимости от геометрических параметров посева семян и

ограничения и технические трудности при установке вы-

их раскладки на поле (рис. 3, а) и от шага посева в диапазоне

севающих секций СТВ менее чем на 20,3 см (8’’).

его изменения от 5,0 до 50,0 см (рис. 3, б). Результаты анализа

Также открытым остается вопрос о возможности сим-

этих данных свидетельствует, что конструкционные и тех-

метричного позиционирования внесенных припосевных

нические возможности современных СТВ позволяют обе-

(стартовых) удобрений относительно семян. На этом

спечивать практически любую норму высева в необходимых

аспекте акцентировал внимание Д. Шпаар [11], а также

геометрических сочетаниях (параметрах) и оптимальном

некоторые фирмы-разработчики, например, MaterMacc

размещении (раскладки) семян на поле.

(www.matermacc.it ).

Технический и конструкционный анализ изучаемых

Для решения такой проблемы была разработана СТВ

СТВ (см. табл. 3) выявил общую тенденцию: все технико-

Azurit 9 (рис. 4) фирмы Lemken (система Delta Row), у

технологические мероприятия, обеспечивающие повы-

которой конструкционное и техническое исполнение

шение урожайности благодаря увеличению нормы высева

высевающих аппаратов и секций позволяет проводить

и оптимизации геометрических параметров размещения

точный высев пропашных культур по двухрядной (двух-

семян на поле, выполнены на базе существующих вы-

строчной) схеме с шириной рядка 12,5 см с одновремен-

севающих секций, хорошо зарекомендовавших себя на

ным локально-ленточным внесением гранулированных

широкорядном посеве.

стартовых удобрений по центру рядка (www.lemken.com ).

Узкое междурядье и сдвоенные рядки (схема Twin Row)

Основное ее преимущество заключается в возможности

большинства СТВ формируются путем параллельной или

совместной работы с существующей системой машин для

параллельно-разнесенной фронтальной установки высе-

пропашного земледелия.

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

Рис. 4. СТВ Lemken Azurit 9 (система Delta Row), технико-

Рис. 3. Норма высева пропашных культур в зависимости:

технологический концепт.

а) от геометрических параметров посева семян и их

r ≥ 2’’ (5 см).

(7)

раскладки на поле (шт./га); б) от шага посева (шт./пм).

Сегодня активно внедряют так называемую техноло-

Основные технологические параметры внесения припо-

гию ультралокального внесения припосевных (стартовых)

севных (стартовых) доз удобрений - норма внесения, опреде-

Pop-Up удобрений по схеме In-Furrow (рис. 5, д). К Pop-Up

ляемая их дозой (количество удобрений, внесенных за один

(анг. - выскакивающий, выпрыгивающий) удобрениям от-

прием), и позиционирование (схема размещения) относительно

носятся микрогранулированные и жидкие высокочистые

семян. Доза внесения гранулированного стартового удобрения

безбалластные стартовые удобрения с низким солевым

(N) при посеве пропашных культур составляет 50…250 кг/га,

индексом, а схема In-Furrow (анг. - в борозду) определяет

в том числе под сахарную свеклу - N = 50…250 кг/га, под ово-

их внесение в непосредственной близости от семян [8].

щные культуры - 50…150 кг/га, под бахчевые - N = 30…350 кг/

га (СТО АИСТ 5.6-2018). При этом схемы (способы) внесения

отечественными нормативами не регламентированы.

Современная наука и практика определяет в качестве

основной схемы (способа) внесения припосевных (стар-

товых) удобрений под пропашные культуры - локально-

ленточную (рис. 5) [8, 14]. Большинство современных СТВ

реализует локально-ленточное внесение гранулированных

припосевных (стартовых) удобрений по схеме «ниже и в

сторону» 2×2 дюйма, или 5×5 см (глубина внесения удо-

брений на 5 см ниже семян, со смещеним на 5 см в сторону

от рядка) (рис. 6). Такие параметры установлены с целью

исключения солевого «ожога» семян [8].

Локализация удобрений ускоряет появление вторичных

корней у пропашных культур. Происходит специализация

отдельных зон корневой системы, что особенно важно для

Рис. 5. Схемы (способы) локально-ленточного

скороспелых сортов. Потребление влаги при локализации

припосевного (стартового) внесения удобрений (по

удобрений снижается на 10…15%, эффективность удобре-

материалам [8]): а - с одной стороны от семян, б - с

ний меньше зависит от погодных условий, а это особенно

двух сторон от семян, в - ниже семян, г - выше семян (с

важно в земледельческих зонах, где в период всходы -

одной или с двух сторон), д - в рядки с семенами (система

кущение наблюдается дефицит влаги. Однако ленточное

In-Furrow).

внесение удобрений предопределяет излишний расход удо-

брений, которые в том числе расходуются на рост сорняков,

Однако локально-ленточное внесение гранулированных

развивающихся в промежутках между семенами.

припосевных (стартовых) удобрений по схеме «ниже и

Для исключения солевого «ожога» при внесении при-

в сторону» с геометрическими параметрами 2×2 (5×5)

посевных (стартовых) доз гранулированных удобрений

остается наиболее распространенной, хотя и требует со-

должно выдерживаться условие:

вершенствования (модернизации).

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

Технологическая схема «5×5×5» реализована в техни-

ческом концепте, обозначенном как «высевающий аппарат

для точного высева пропашных культур и локального

дифференцированного внесения удобрений» (патент РФ №

199944 от 29.09.2020 г.), в котором высевающий аппартат

СТВ выполнен совместно с дозирующим устройством

для припосевных (стартовых) удобрений. Дозирующее

устройство вносит определенную порцию удобрений одно-

временно с семенем и тем самым обеспечивает процесс

точного посева семян пропашных культур с внесением

припосевных (стартовых) удобрений.

Высевающий аппарат для точного высева пропашных

культур и локального дифференцированного внесения

удобрений содержит семенной бункер 1 и бункер для удо-

брений 2, высевающий диск 3 и барабан для дозирования

удобрений 4, тукопроводы 9 для сошника внесения удо-

брений и семян (рис. 9). Высевающий диск 3 смонтирован

в семенном бункере 1 и одной стороной примыкает к ва-

куумной камере 5. Барабан дозатор удобрений 4 размещен

на валу 6 высевающего диска 3 и соединен с бункером

удобрений 2.

Барабан дозатор удобрений 4 имеет ячейки 7 с уста-

новленными в них подвижными лопастями 8, обеспечи-

вающими изменение объема ячейки благодаря приводу 10.

Рис. 6. Геометрические параметры посева семян

Барабан дозатор удобрений 4 устанавливается на шлицевой

пропашных культур с одновременным внесением

вал высевающего диска. В нем реализована возможность

гранулированных припосевных (стартовых) удобрений:

смещения ячеек семян и удобрений одна относительно

h - глубина посева, t - шаг посева, b - ширина рядка, a’ -

другой, что позволяет обеспечить оптимальную схему

глубина внесения удобрений ниже семян, b’ - смещение

удобрений от оси рядка семян; r - диагональ удаления

внесения удобрений.

удобрений от семян.

Технологический процесс высева пропашных культур

и локального дифференцированного внесения удобрений

Точный высев пропашных культур характеризуется

осуществляется следующим образом. Перед началом ра-

определенным расстоянием (шагом посева) между се-

боты устанавливается смещение ячеек семян относительно

менами в пределах от 3,5 до 82,6 см и более (см. табл.

ячеек удобрений на заданный угол путем поворота бара-

2). Существующая технико-технологическая схема

бана дозатора удобрений на шлицевом валу. В процессе

локально-ленточной заделки удобрений современных

работы аппарата семена из бункера 1 высевающим диском

СТВ определяет их сплошное (непрерывное) внесение

3 по одному подаются в тукопровод 9. Одновременно в

(см. рис. 6).

барабан дозатор удобрений 2 подается питательная смесь,

Рис. 7. Геометрические параметры посева семян

пропашных культур с одновременным внесением

гранулированных припосевных (стартовых) удобрений по

схеме «5×5×5».

Авторы разработали технико-технологический концепт,

определяющий локально-очаговый вариант внесения грану-

лированных припосевных (стартовых) удобрений, только в

зоне нахождения семени очагом не более 5 см (рис. 7). Такая

технико-технологическая схема определена как «5×5×5»

(размещение удобрений на 5 см ниже семени, на 5 см в

сторону от рядка растений «очагами» (зонами) 5 см).

Ее использование предопределяет значительную эко-

номию гранулированных припосевных (стартовых) удо-

брений благодаря снижению нормы (дозы) их внесения.

Расчеты показывают, что уже при шаге посева t = 10 см

Рис. 8. Зависимость снижения нормы внесения удобрений

норма внесения удобрений уменьшается в 2 раза, или на

от шага посева: а) в абсолютных единицах; б) в

50 % (рис. 8).

относительных единицах.

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 1

технологический концепт, определяющий локально-

очаговый вариант внесения гранулированных припосевных

(стартовых) удобрений, то есть только в зоне нахождения

семени очагом не более 5 см (схема «5×5×5»). Использо-

вание этой технологии позволяет экономить расход при-

посевного удобрения благодаря значительному снижению

нормы его внесения.

Литература.

1. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь / под

ред. В.К. Месяца и др. М.: Сов. Энциклопедия, 1989. 656 с.

2. Современное состояние и перспективы развития се-

меноводства в Российской Федерации / Ю.Ф. Лачуга,

Ю.В. Плугатарь, А.И. Трубилин и др. //Труды Кубанско-

го государственного аграрного университета. 2018.

№72. С. 9-24.

3. Ценч Ю.С., Несмиян А.Ю., Хомутова Н.С. История раз-

вития конструкции высевающих аппаратов зерновых

сеялок // Вопросы истории естествознания и техники.

2020. Т. 41. №1. С. 106.

4. Несмиян А.Ю., Ценч Ю.С. Тенденции и перспективы

развития отечественной техники для посева зерновых

культур //Сельскохозяйственные машины и техноло-

гии. 2018. Т. 12. №3. С. 45-52.

5. Демчук Е.В., Союнов А.С. Совершенствование техно-

Рис. 9. Высевающий аппарат для точного высева пропашных

логии возделывания сельскохозяйственных культур //

культур и локального дифференцированного внесения

Вестник ОмГАУ. 2016. № 2 (22). С. 242-246.

удобрений: 1 - семенной бункер, 2 - бункер для удобрений,

3 - высевающий диск, 4 - барабан для дозирования удобрений,

6. Гольтяпин В.Я. Анализ результатов испытаний сеялок

5 - вакуумная камера, 6 - вал высевающего диска, 7 - ячейки

и посевных комплексов прямого посева // Техника и обо-

для удобрений, 8 - подвижная лопатка, 9 - тукопровод, 10 -

рудование для села. 2019. № 10 (268). С. 20-24.

управляемый привод.

7. Результаты производственных исследований зару-

бежного агрегата на посеве сои возделываемой по

при этом в зависимости от потребного количества удо-

различным технологиям / А.И. Завражнов, А.Н. Зазуля,

брений изменяется объем ячеек 7 с помощью лопастей 8,

А.В. Балашов и др. // Наука в центральной России. 2020.

управляемых приводом 10.

№1. С. 36-43

Таким образом, используемый на протяжении длительно-

8. Логинова И. Стартовое удобрение: не навреди //

го периода времени параметр описания агротехнологической

АгроІндустрія. 2019. №2. С. 34-42.

эффективности операций посева и возделывания пропашных

9. Лачуга Ю.Ф., Шогенов Ю.Х., Ахалая Б.Х. Новая кон-

культур «норма высева» в современных условиях недоста-

струкция дозирующей системы пневматического высе-

точен. С целью оценки количества высеянных семян, их вза-

вающего аппарата //Российская сельскохозяйственная

имного расположения в почве между собой и с внесенными

наука. 2018. №3. С. 51-53.

стартовыми удобрениями при посеве пропашных культур

10. Фадеев Л.В. Точная агротехнология будущего на-

целесообразно ввести параметр «геометрия посева».

чинается сегодня. Кукуруза // Зернові продукти і

На сегодняшний день нет единой методики опреде-

комбікорми. 2016. Vol. 61. No. 1. С. 5-11.

ления оптимальной формы площади питания растений

11. Шпаар Д. Кукуруза: выращивание, уборка, хранение

в зависимости от их раскладки. При одинаковой норме

и использование. К.: Издательский дом «Зерно»,

высева максимальную площадь питания и оптимальную

2012. 464 с.

геометрию размещения семян на поле обеспечивает равно-

12. Murray J.R., Tullberg J.N., Basnet B.B. Planters

распределенная гексагональная раскладка.

and their components: types, attributes, functional

Одна из ключевых конструкционных и технологи-

requirements, classification and description//ACIAR

ческих новаций в развитии сеялок точного высева для

Monograph, 2006. 178р.

пропашных культур - уменьшение ширины междурядья

13. Evaluation of the efficiency of row-crop seeders using vacuum

и двухрядный посев с возможностью смещения семян по

and extrabaric seed metering methods/ V.I. Khizhnyak,

шагу в соседних рядах. Современные СТВ обеспечивают

V.V. Shchirov, A.Y. Nesmiyan, et al.// IOP Conference Series:

возможность высева практически любой нормы семян в

Earth and Environmental Science. Сер. «International

необходимых геометрических сочетаниях (параметрах) с

Conference on Engineering Studies and Cooperation

их оптимальным размещением (раскладкой) на поле.

in Global Agricultural Production» 2021. С. 012045.

Существующая технико-технологическая схема

URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-

локально-ленточной заделки удобрений современных

1315/659/1/012045 (дата обращения: 12.11.2021).

СТВ определяет их сплошное (непрерывное) внесение.

14. Rational parameter calculation method for devices with

Это сопровождается излишним расходом удобрений и в

horizontal rotation axis to dissemi-nate mineral fertilizers

итоге потреблением их питательных веществ сорняками,

and seeds / V.A. Chernovolov, V.A. Kravchenko, L.V.

расположенными между культурными растениями. Для

Kravchenko, et al. // Amazonia investiga. 2018. Vol. 7. No.

решения этой проблемы предложен новый технико-

17. P. 670-675.

Поступила в редакцию 01.12.2021

После доработки 28.12.2021

Принята к публикации 27.01.2022