Научный архив: статьи

Сельскохозяйственная техника, предназначенная для горных условий, должна быть универсальной, способной работать на склоне и равнине. Также необходимо, чтобы мобильные склоновые агрегаты по возможности были комбинированными, выполняли два и более технологических процесса. Современные сельскохозяйственные агрегаты, применяемые на склонах, устойчивы против опрокидывания, однако при несоблюдении научно обоснованных правил поворота на концах гона часто возникает аварийная ситуация, и агрегат опрокидывается. Это особенно относится к колесным тракторным агрегатам. Изложенное говорит о том, что мобильные склоновые агрегаты должны обладать свойством достаточной маневренности. Проведенный анализ состояния исследуемой проблемы показал, что на качество технологических процессов, выполняемых на склонах, решающее влияние оказывают форма и параметры рельефа, которые нарушают управляемость и устойчивость движения мобильного агрегата вдоль горизонтали склона. Для стабилизации направления движения и повышения динамико-технологических характеристик машинно-тракторного агрегата при работе на склоне разработано двухконтурное автоматическое устройство, которому свойственно наличие систематической ошибки. Величина ошибки возрастает с увеличением крутизны склона. Компенсация этой ошибки возможна при периодическом использовании ориентиров горизонталей через каждые 20-30 м прохода машинно-тракторного агрегата. В результате проведенных исследований установлено весомое влияние микрорельефа поля и изменчивости почвы на устойчивость движения на склоне.

Механическая обработка почвы наряду с системой севооборотов, удобрения, защиты посевов от сорняков, вредителей и болезней является одним из важнейших звеньев любой системы земледелия. Во все времена обработка почвы была и остается одним из наиболее энергоемких и дорогих процессов в земледелии. По разным подсчетам сегодня в среднем на него приходится 40% энергетических и 25% трудовых затрат общего объема полевых работ. Современные требования к почвообрабатывающим орудиям требуют создания их на базе технологий, предусматривающих максимальную адаптацию к технологическому процессу с учетом конкретных почвенно-климатических условий работы. Основная цель при этом состоит в обеспечении необходимых показателей качества разрыхления, под которыми, прежде всего, понимают получение почвенных агрегатов определенного размера и улучшение технико-экономических результатов работы. Обеспечить получение на проектном этапе с достаточной долей вероятности именно необходимого размера агрегатов возможно при условии максимально полно разработанной математической модели взаимодействия рабочей поверхности орудия с обрабатываемой средой. Это, прежде всего, предполагает наличие математических моделей почвы и самого рабочего органа. Исследования базируются на методах физического и математического моделирования, сравнения. В качестве объекта исследования использовано плужное почвообрабатывающее орудие. Результаты расчетов параметров процесса взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих орудий с почвой обработаны с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA-5.0». В результате проведенного исследования установлена зависимость перемещения носка лемеха от начала движения до момента откалывания призмы почвы от характеристик обрабатываемой почвы и параметров рабочего органа почвообрабатывающего орудия.

Цель - оценка распределения содержания подвижных форм тяжелых металлов (Ni, Cu, Zn, Co, Cr, Mn, Cd, Pb) в генетических горизонтах таёжных почв Кондинской низменности в пределах Тобольского района Тюменской области. Материалы и методы. Исследуемая территория почв расположена вблизи населённых пунктов левобережья рек Иртыша и Тобола и их притоков - рек Шальца, Ерек, Тайма и Суклёмка. Выделение подвижных форм тяжёлых металлов из почвы осуществлено ацетатно-аммонийным буферным раствором, с последующим определением их концентраций атомно-абсорбционным методом. Результаты и обсуждение. Максимальные концентрации подвижных форм Mn и Cd определены с увеличением доли песчаных частиц в гранулометрическом составе исследуемых почв. Выводы. Варьирование концентраций подвижных форм исследуемых элементов связано с гранулометрическим составом и рН среды в разных типах почв.

Целью статьи являлась оценка пространственного распределения селена на территории Октябрьского района ХМАО - Югры и установление взаимосвязи его содержания в почве, воде и волосах населения. Материалы и методы. В Октябрьском районе отобраны пробы почвы, воды и волос для изучения микроэлементного статуса территории. Отбор проб проводился в соответствии с ГОСТ и другими стандартами, анализ селена в образцах выполнялся методами атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектрометрии. Результаты и обсуждение. Обнаружено, что в Октябрьском районе наблюдается недостаток селена в почве. В дерново-подзолистых почвах выявлена его маргинальная недостаточность, а в подзолистых почвах и серых лесных почвах зафиксирован дефицит селена. Результаты исследования показали, что уровень селена в поверхностных и грунтовых водах в среднем составляет 0,74 мкг/л и 0,31 мкг/л соответственно. Анализ корреляции между содержанием селена в почве и водах не выявил значимой положительной связи. Однако обнаружена положительная связь между содержанием селена в почве и грунтовых водах. Это указывает на дефицит данного элемента, так как его недостаток проявляется при концентрации менее 500 мкг/кг. Выводы. Содержание селена в почвах и водах Октябрьского района ХМАО - Югры показывает значительный дефицит, особенно в подзолистых и серых лесных почвах. Уровень селена в волосах населения также низок, особенно у мужчин, что подтверждает дефицит этого элемента в регионе. Для улучшения ситуации необходимы меры по обогащению почв и пищи селеном, информирование населения и регулярный мониторинг уровня селена.

Одним из основных факторов повышения продуктивности отрасли растениеводства является предпосевная обработка почвы, учитывающая зональные особенности и основывающаяся на использовании почвообрабатывающих машин с новыми рабочими органами. Анализ рабочего процесса современных сельскохозяйственных машин показал, что достижение оптимальных агротехнических показателей и высокой производительности при минимуме энергозатрат возможно при комбинировании рабочих органов дискового типа с плоскорежущими рабочими органами. Цель работы - повышение качества поверхностной обработки почвы путем установки на дисковый лущильник плоскорежущих лап. В результате проведения теоретических исследований установлены недостатки в функционировании рабочих органов дисковых лущильников и лаповых культиваторов, и рассчитаны их параметры и режимы совместной работы. Качество обработки почвы экспериментального орудия определяли в сравнении с серийными машинами - лущильником ЛДГ-5 и двумя культиваторами КПС-4 в сцепке с зубовыми боронами БЗСС-1,0 при осуществлении последовательных проходов. В ходе лабораторных и полевых исследований, проведенных в 2023 году на паровых полях ООО «Учхоз «Миндерлинское» Сухобузимского района Красноярского края, подтверждены полученные расчетные значения конструктивных и технологических параметров комбинированного почвообрабатывающего орудия. Оптимальными конструктивными параметрами рабочих органов являются: угол атаки дисков а = 20о, ширина крыла лапы b = 18 мм, угол крошения крыла лапы - р= 30о, угол скоса лезвия лапы - у = 50°. Исследования экспериментального комбинированного агрегата с новой конфигурацией рабочих органов в полевых условиях показали, что по сравнению с эталонным агрегатом удельное тяговое сопротивление снижается на 25…30 % при одновременном улучшении агротехнических показателей почвообработки: гребнистость поверхности поля и дна борозды соответствует агротехнически допустимым нормам и составляет 0,5…1,5 см. Увеличение угла атаки дисков лущильника повышает гребнистость на всех скоростных режимах почвообработки.

Задача качественной очистки корнеплодов от почвы актуальна как при уборке, так и при их подготовке к скармливанию животным. Наиболее востребованы в настоящее время машины для сухой очистки корнеплодов со щеточными рабочими органами. К недостаткам таких машин можно отнести повышенную травмируемость клубней при улучшении качества очистки. Цель исследований - изучение особенности кинематики клубней картофеля в инновационном очистителе корнеплодов для последующей оптимизации режимов его работы. Очистка клубней в машине происходит за счет вращения соседних роликов с разной частотой. При этом клубни за счет проскальзывания по поверхности роликов очищаются от налипшей на них почвы. В результате проведенных лабораторных исследований получена адекватная зависимость окружной скорости наружной поверхности клубня 0)0 от окружных скоростей нечетных и четных роликов. Выявлено, что примерно на 77 % зависит от окружной скорости ролика, вращающегося с большей частотой и только на 9,2 % - от окружной скорости соседнего ролика. Линейная скорость перемещения клубней по вращающимся дискам первой ступени рабочего органа на оптимальном режиме работы очистителя составляет 0,064 м/с, что в среднем в 7,5 раза меньше окружной скорости клубней, а скорость движения клубней по фигурным роликам второй ступени, которая равна 0,082 м/c, в среднем в 12,3 раза меньше окружной скорости клубней. Определено, что при частоте вращения смежных фигурных роликов 250 мин-1 и 220 мин-1 можно довести эффективность очистки клубней картофеля до 78 %.

Интервью с Аней Бернштейн - профессором антропологии Гарвардского университета, автором книг про бессмертие и трансгуманизм в России, посвящено ее новому исследованию - этнографии Плейстоценового парка в Якутии. Антрополог Денис Сивков выясняет контекст этого исследования, а также основные идеи отца и сына Зимовых - создателей Парка, в котором восстанавливают экосистемы - мамонтовой степи, возрождение видов и сохранение вечной мерзлоты. Разговор происходит на фоне более широкого контекста - концепций русского космизма и тем регуляции природы, бессмертия и воскрешения.

Проблема и цель. Активные рабочие органы фрезерных культиваторов обеспечивают интенсивное рыхление почвы в междурядьях. Но пока нет конструкции для двукратного окучивания картофеля в течение вегетационного периода из-за повреждения ботвы растений. Так, при обработке тяжёлых видов почв рабочие органы культиваторов с пассивными окучивающими рабочими органами могут образовывать крупные комки и глыбы, а на торфяниках сильно сгруживать почву перед рабочими органами, что в конечном итоге приводит к некачественному формированию гребней и, соответственно, к снижению урожайности и повреждению клубней картофеля в процессе уборки и послеуборочной подработки. Цель исследование - определение физико-химических показателей почв.

Методология. Установлено, что наиболее распространёнными почвами в России, на которых возделывается картофель, являются дерново-подзолистые. В связных почвах при окучивании последние слабо разрушаются на мелкие частицы; в процессе движения окучника сила сопротивления сильно зависит от связности частиц между собой, такие почвы плохо деформируются под воздействием клина (рабочей части окучника). Отмечается по данным исследований: сопротивление сжатию для суглинистых почв составляет порядка 6,25 г/см2, а срезу - в пределах 1,2 кг/см2. Для решения вопроса о разрушении почвы под воздействием клина устанавливается зависимость от угла крошения почвы, угла трения почвы о поверхность клина и угла внутреннего трения частиц почвы между собой. При этом воздействие рабочих органов при окучивании носит ударный характер, способствующий разрушению почвы на частицы различной величины.

Результаты. Воздействие рабочего органа в процессе обработки почвы тесно связано со значением коэффициента трения «почва - рабочий орган». В то же время при любых почвенных условиях величина сопротивления почвообрабатывающего орудия также зависит от угла наклона рабочего органа, по поверхности которого перемещается почва, и который представляет своего рода плоский клин, перемещающийся в почве. Чем больше угол установки этого клина, тем больше сопротивление орудия.

Заключение. Проводить окучивание, особенно второе, в период вегетации картофеля целесообразно культиваторами, оснащёнными пассивными окучивающим рабочими органами в два, три прохода при увеличении высоты надземной части растений картофеля уже свыше 15 см, и содержать почву в рыхлом мелко комковатом состоянии, при оптимальной её влажности. В статье приводятся характеристики почв, номограмма процесса отделения почвенной стружки по этапам движения режущей части окучника и делаются соответствующие выводы о том, что для создания мелкокомковатой структуры в поверхностной части почвы необходимо применение специальных рабочих органов.

Проблема и цель. Каждый проход машинно-тракторного агрегата (МТА) по полю оказывает негативное воздействие на почву, уплотняя её. В переуплотнённой почве нарушается её внутренняя структура, увеличивается объёмная масса, снижается биологическая активность, нарушается воздушный и водный режимы питания. Всё это приводит к снижению урожайности возделываемых растений. Цель исследования - провести оценку воздействия движителей машинно-тракторных агрегатов на почву при проведении весенне-посевных работ в УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ.

Методология. Исследования проводились на поле УНИЦ «Агротехнопарк» Рязанского района Рязанской области в мае 2024 г. при посеве ярового ячменя сорта «Владимир». Твердость почвы измерялась при помощи пенетрометра FIELD SCOUT SC 900 с конусным наконечником 3/4 дюйма на глубину от 0 до 45 см с шагом измерения 2,5 см. Все полученные значения сводили в таблицу, обработку производили в программе Microsoft Excel. Оценка эффективности использования МТА осуществлялась по максимальной производительности, при минимальном расходе топлива и минимальном негативном воздействии на почву (давление движителей на почву).

Результаты. После первого воздействия уплотнение почвы на глубине 5 см увеличилось на 18,8 %, на глубине 10 см - на 31,3 %, на глубине 15 см - на 0,9 %. После второго воздействия уплотнение почвы увеличилось на 40,6 % на глубине 5 см, на 215,7 % на глубине 10 см, на 17,8 % на глубине 15 см. После третьего воздействия (проход посевного агрегата) уплотнение почвы увеличилось на 100 % на глубине 5 см, на 215,7 % на глубине 10 см, на 78,3 % на глубине 15 см и на 8,5 % на глубине 20 см. Интересно, что на глубине 20 см после первого и второго дискования наблюдалось уменьшение уплотнения на 9,7 % и на 29,3 % соответственно.

Заключение. В результате проведённых исследований было установлено, что каждый проход МТА по полю оказывает негативное воздействие на почву, уплотняя её. Поэтому необходимо стремиться к сокращению количества выездов техники на поле, используя высокопроизводительные комбинированные агрегаты, а также цифровые технологии для рациональной организации движения агрегатов. При сравнении двух посевных МТА было установлено, что в условиях исследуемого поля для посева было выявлено, что: 1) колёса трактора МТЗ-1221 оказывает меньшее давление на почву, в среднем на 206,7 кПа (на глубине 0-15 см); 2) расход топлива у трактора МТЗ-1221 меньше на 50,4 % (на 2,1 кг/га) по сравнению с АТМ-3180М; 3) производительность МТА в составе с трактором АТМ-3180М выше на 10 % (0,59 га/ч), но достигается повышенным расходом топлива на 198 %. Поэтому в условиях УНИЦ «Агротехнопарк» рекомендуется использовать МТА: МТЗ-1221+СЗ-5,4.

В условиях севера естественные самоочищающие процессы почвенной среды из-за вечной мерзлоты проходят слишком медленно. При разливе нефти деградация углеводородного сырья продолжается почти 15-20 лет. Поэтому необходимо проводить рекультивационные мероприятия. В последнее время для восстановления почвенного баланса все чаще применяют метод биоремедиации. Биоремедиация - использование биодеструкторов (биопрепаратов) для полной деградации загрязняющих веществ или для снижения их концентрации в почвенной и водной среде. Основной целью данной работы было определение влияния биодеструкторов в процессе деградации нефтяного состава, оценка их роли совместно с аборигенными микроорганизмами в процессе восстановления почвенного профиля и доказательство эффективности применения адсорбентов при проведении рекультивационных мероприятий. В данной научной работе были использованы деструкторы: Экойл, Экосейл, Бионетик, Ленойл, Miсrobe-hidro и адсорбент (Spill-sorb), а также исследуемая почва с различных месторождений города Нижневартовска, в частности Тюменское м/р, Нефтепровод Стрежевой, Нефтепровод Советское, Нефтепровод Нижневартовское, Узунское м/р. Исследования проводились в лабораторных условиях, где были созданы специальные условия для проведения опыта. Процентное содержание нефти в анализируемых пробах определяли методом ИК-спектрометрии на анализаторе «Концентратомер КН-3». На первых стадиях исследования процентное содержание нефти определяли с применением адсорбента (Spill-sorb) и без него. Затем адсорбент был удален, и исследования проводились на пробах с учетом применения адсорбента и без него. В работе предоставлены результаты трех месяцев исследования. В итоге исследования полученные данные доказали целесообразность и экономическую выгоду применения адсорбентов перед применением биодеструкторов, а также доказали синергическую связь между биодеструкторами и местными аборигенными микроорганизмами. Полученные результаты также доказали, что с помощью адсорбента срок применения биодеструкторов можно сократить с трех лет до двух. Экономическая эффективность при этом составит 124500 руб. на 1000 м2 в течение трех сезонов.

Материалы содержат исследование по использованию биосорбентов «С-ВЕРАД» и «Biteoil» для очистки почвенного покрова от нефтепродуктов. В качестве анализируемых выступили образцы загрязненных нефтепродуктами почв, отобранные в районе нефтепровода «Куюмба - Тайшет». Биопрепараты вносились в концентрации 200 г на 1 м2 при глубине загрязнения 20 см. Установлено, что наиболее эффективным деструктором нефти является биосорбент «Biteoil». В результате эксперимента выявлено, что биопрепарат «Biteoil» на основе консорциума микроорганизмов-нефтедеструкторов, нанесенный на торфоминеральный субстрат, позволяет устранить распространение загрязняющих веществ на смежных экосистемах, добиться полного удаления нефтяных пятен на грунте. Преимуществом биопрепарата «Biteoil» является высокая степень очистки почв от нефтепродуктов (до 90 %) в условиях Восточной Сибири за короткий промежуток времени (до 60 суток). В полевых условиях использование биосорбента «Biteoil» и достижение значительного снижения концентрации нефтепродуктов в почве с 2 000 до 200 мг/кг в течение двух месяцев отражает его высокую эффективность. Это дает основание полагать, что использование данного биосорбента может быть полезным и представлять интерес для дальнейших исследований и практического внедрения в области очистки загрязненной почвы.

Выращивание ценных и высокопродуктивных насаждений обеспечивает лесовосстановление. Главной породой является сосна обыкновенная, но в настоящее время она заменяется другими породами, среди которых продолжает оставаться ель европейская. Цель исследования - изучить распределение корневой системы ели европейской в лесных культурах по горизонтам почвы и оценить соотношение надземной и подземной фитомассы в первое десятилетие развития лесных культур. Объектом исследований стали корневые системы семилетних лесных культур ели европейской, произрастающих в сложных суборях. В ходе исследований отмечен замедленный рост в высоту культур ели, особенно созданных посадкой в дно борозд. Для исследований корневой системы ели было отобрано 15 моделей (из характерной части насаждения, отражающей способ и шаг посадки), также были измерены высоты надземных частей ели и взвешена фитомасса надземной и подземной части ели. В ходе исследований установлено, что в первые десятилетия у ели европейской в лесных культурах на подзолистых почвах активно развивается корневая система, которая осваивает гумусовый горизонт почвы, наполняя его активными мелкими (всасывающими) корешками. В первое десятилетие роста еловых насаждений превышение веса надземной части модельных деревьев ели над весом подземной части у большинства моделей составляет 4 и более раз. Это свидетельствует об интенсивном росте надземной части модельных деревьев ели в первое десятилетие.