Determination of quality of cultivation by means of soil spiker

Full Text

Введение Повышение показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы с.-х. машинами, в т.ч. игольчатыми боронами, возможно благодаря постоянным исследованиям более совершенных с точки зрения энергоемкости рабочих органов и технологий проведения полевых работ. Именно поэтому актуальны исследования, направленные на улучшение качественных и энергетических показателей технологического процесса обработки почвы игольчатыми боронами, угол заострения игл которых может меняться (особенно при применении для мелкого поверхностного рыхления почвы в природно-климатических зонах, где почвы подвержены ветровой эрозии или другим отрицательным воздействиям). Технологический процесс, осуществляемый такими ротационными рабочими органами, как игольчатый диск и игольчатая мотыга, заключается в том, что при свободном перекатывании в слое почвы иглы, входя в почву, сминают и сдвигают слой в направлении вращения. При этом происходит частичное отбрасывание почвы назад и в стороны, рыхление пласта, крошение глыб, заделывание растительных остатков и их извлечение из почвы, а также уничтожение сорняков и разравнивание неровностей микрорельефа [1-4]. Кинематику ротационных рабочих органов, в частности дисковых, рассматривали многие исследователи [4-6]. Наиболее полный анализ кинематики сферических дисков различных типов с необходимыми исходными данными для расчета и конструирования дисковых машин приведен в работах [5, 6]. Однако показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы игольчатой бороной, угол заострения игл которой может меняться, изучены недостаточно. Цель исследования Цель исследования - повышение качества обработки почвы путем усовершенствования технологического процесса и конструкции игольчатой бороны, угол заострения игл которой может меняться; определение показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы экспериментальной игольчатой бороной. Материалы и методы Исследования процесса обработки почвы экспериментальной и серийной секциями игольчатой бороны проведены на экспериментальной установке. В качестве серийной использовали секцию УСМК-5,4 (см. рисунок). Экспериментальную секцию игольчатой бороны укомплектовали дисками с иглами, угол заострения которых составлял 9 и 5°. Пробы брали в слоях почвы на глубине 0-5; 5-10 и 10-20 см. Исследование проводили на участках «АгроОлимп» совместно с лабораторией научных исследований физико-химических характеристик качества сельскохозяйственной продукции Украинского научно-исследовательского института прогнозирования и испытания техники и технологий для сельскохозяйственного производства имени Л. Погорелого. Опыты проведены в трехкратной повторности. В отобранных образцах проб определялись влажность и плотность почвы [7]. Результаты и их обсуждение Результаты исследований по определению показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы экспериментальной секцией игольчатой бороны в сравнении с серийной приведены в таблице. Значения влажности и плотности почвы в полевом эксперименте Слой почвы, см Исходные показатели Секция с иглами с углом заострения 9º УСМК-5,4 Секция с иглами с углом заострения 5º УСМК-5,4 Влажность, % Плотность, г/см3 Влажность, % Плотность, г/см3 Влажность, % Плотность, г/см3 Влажность, % Плотность, г/см3 Влажность, % Плотность, г/см3 0-5 14,4 1,28 19,3 0,88 13,9 0,96 15,6 0,98 14,5 1,08 12,7 1,35 12,5 1,03 13 1,1 14,9 1,18 15,4 1,19 16,1 1,42 14,1 0,98 15,2 1,14 16,5 1,11 16,6 1,14 5-10 19,6 1,34 14,6 1,09 19,3 1,08 18,3 1,04 17,4 1,04 19,5 1,34 18,4 1,14 19,7 1,17 16 1,17 16,4 1,11 19 1,27 19,5 1,11 18,3 1,17 18 1,18 18 1,14 10-20 20,4 1,41 19,8 1,33 20,1 1,28 16,4 1,33 17,8 1,33 20,3 1,24 20,1 1,27 20,2 1,33 18,1 1,37 17,9 1,37 20,4 1,22 20,7 1,34 19,7 1,31 18,5 1,31 17,9 1,14 Отмечено, что экспериментальная секция игольчатой бороны удовлетворительно выполняет технологический процесс в условиях проведения исследований, которые типичны для поверхностной обработки почвы. Подрезание (уничтожение) сорняков в зоне обработки составило 98,5%, качество рыхления почвы (содержание фракций размером до 25 мм) иглами с углом заострения 5° составило 88,2%, с углом 7° - 90,5%, с углом 9° - 93,5%. В результате проведенных исследований установлено, что средняя плотность почвы в слое 0-5 см для секции с иглами с углом заострения 9° составила 0,96 г/см3, с углом 5° - 1,09 г/см3, а для УСМК-5,4 - 1,06 г/см3. В слое 5-10 см средняя плотность почвы составила: для игл с углом заострения 9° - 1,11 г/см3; с углом 5° - 1,13 г/см3, для УСМК-5,4 - 1,1 г/см3. В слое 10-20 см плотность почвы существенно не изменилась. По сравнению с исходной средней плотностью 1,35 г/см3 после воздействия секции с иглами, угол заострения которых составлял 9°, плотность почвы уменьшилась на 29% в слое 0-5 см и на 16% в слое 5-10 см. После обработки секцией с иглами с углом заострения 5° плотность почвы уменьшилась на 19% в слое 0-5 см и на 14% в слое 5-10 см. Применение серийной секции привело к уменьшению плотности почвы на 21% в слое 0-5 см и на 16% в слое 5-10 см. Выводы В результате проведенных исследований установлены следующие показатели качества рыхления почвы игольчатой бороной: подрезание (уничтожение) сорняков в зоне обработки - 98,5%, содержание фракций размером до 25 мм для игл с углом заострения 5° - 88,2%, с углом 7° - 90,5%, с углом 9° - 93,5%.

About the authors

M. M Kovalev

All-Russian Research Institute of Flax growing Mechanization

Email: vniiml1@mail.ru
DSc in Engineering Tver, Russia

V. A Sheychenko

National Research Center «Institute of Agricultural Engineering and Electrification» of the National Academy of Agricultural Sciences of Ukraine

Email: vsheychenko@mail.ru
DSc in Engineering

V. V Shevchuk

Uman Agricultural and Technical College

Email: uatk@it-tim.net
PhD in Engineering Uman, Ukraine

V. G Fadeev

All-Russian Research Institute of Flax growing Mechanization

Engineer Tver, Russia

References

Supplementary files