Научный архив: статьи

В статье обоснованно, что почва является сложной системой со многими незаменимыми экологическими функциями. Их антропогенные изменения носят в основном негативный характер, и это чревато самыми серьѐзными последствиями для природы, социума, человека.

В статье приведены результаты исследований по одной из самых актуальных проблем - динамика запасов фосфора в почве в условиях интенсивного использования пашни, в том числе основные факторы, влияющие на изменение содержания фосфора, включая агротехнические практики, внесение удобрений, эрозию почвы и биологическую активность. Цель исследования - определить динамику запасов фосфора в почве в связи с интенсивным использованием пашни. Научная новизна заключается в том, что особое внимание уделено последствиям длительного земледелия для фосфорного баланса и плодородия почв. Закладка опытов, наблюдения и учеты выполнялись по методике, принятой в агрономии. В результате исследований важно отметить, что содержание фосфора на этот срок под люцерной соответствует содержанию Р2О5 под пожнивными однолетними культурами. В 10-40-сантиметровом слое почвы содержание фосфора оказывается практически равным под всеми культурами и черным паром, но на 23-12 % меньше по сравнению с полем, подвергающимся полупаровой обработке. А в 40-100 см слое почвы выравнивается содержание P2O5 под люцерной, черным паром, зябью и оказывается на 14-28 % меньше по сравнению с пожнивными посевами однолетних культур, т. е. наблюдается обратная картина по сравнению с вышележащими слоями почвы, что обусловливается перераспределяющей ролью корневой системы и разложением пожнивно-корневых остатков. А относительно исследований по динамике Р2О5 в зависимости от способа использования пашни и предшественников под вика-ржаной смесью важно отметить, что мощно развитая корневая система люцерны повышает подвижность фосфатов. В анализируемый период только корневая система люцерны в 40-100 см слое почвы поддерживает активность фосфора. В полях, не занятых растениями, фосфор связывается в малоподвижные формы. Аналогичная картина характерна для всего метрового слоя почвы. По результатам проведенных исследований можно сказать, что фосфор, входящий в состав пожнивно-корневых остатков ранее произрастающих на поле культур, застрахован от возможных превращений в почве и подобно содержащемуся в навозе легко доступен к этому времени новому поколению растений (озимым - основным и промежуточным, кукурузе и т. д.). Поэтому удержание N, Р2О5, К2О и других макро- и микроэлементов из удобрений и почвы в пожнивно-корневых остатках растений представляет, хотя и известное, но по-настоящему активно еще не используемое явление.

В данной работе приведены результаты теоретического исследования рабочего процесса катушечного высевающего аппарата зерновой сеялки. Целью исследования являлось установление степени влияния основных параметров катушки (размеров, частоты вращения, числа и форм ее желобков) высевающего аппарата зерновой сеялки на действительную толщину условного слоя, формирующегося при движении семян в активном потоке. При установлении факторов, связанных с расчетом катушечного высевающего аппарата на высев заданных норм, учитываются условия работы посевного агрегата и агротехнические требования, предъявляемые к ней как к машине сельскохозяйственного назначения. Важное значение также имеют и характерные особенности посевного материала. По физикомеханическим свойствам (форме, весу, геометрическим параметрам отдельных зерен, объемному весу, свойствам сыпучести) семенной материал может сильно отличаться и зависеть не только от вида и сорта культуры, но и от года сбора урожая, местности произрастания культуры, качества очистки и сортирования семенного материала. В результате проведенного исследования установлено, что с увеличением рабочей длины катушки толщина условного активного слоя семян увеличивается и, наоборот, с увеличением частоты вращения катушки толщина условного активного слоя уменьшается. При этом изменения происходят в незначительной степени.

В данной работе приведены результаты теоретического исследования рабочего процесса катушечного высевающего аппарата зерновой сеялки. Целью исследования являлось установление степени влияния основных параметров катушки (размеров, частоты вращения, числа и форм ее желобков) высевающего аппарата зерновой сеялки на действительную толщину условного слоя, формирующегося при движении семян в активном потоке. При установлении факторов, связанных с расчетом катушечного высевающего аппарата на высев заданных норм, учитываются условия работы посевного агрегата и агротехнические требования, предъявляемые к ней как к машине сельскохозяйственного назначения. Важное значение также имеют и характерные особенности посевного материала. По физикомеханическим свойствам (форме, весу, геометрическим параметрам отдельных зерен, объемному весу, свойствам сыпучести) семенной материал может сильно отличаться и зависеть не только от вида и сорта культуры, но и от года сбора урожая, местности произрастания культуры, качества очистки и сортирования семенного материала. В результате проведенного исследования установлено, что с увеличением рабочей длины катушки толщина условного активного слоя семян увеличивается и, наоборот, с увеличением частоты вращения катушки толщина условного активного слоя уменьшается. При этом изменения происходят в незначительной степени.

Современные мировые тенденции производства экологически чистой продукции требуют отказа от химических средств борьбы с сорняками. Рабочие органы почвообрабатывающих машин не обеспечивают рациональное влияние на почву с точки зрения агрономической науки и экологических требований. Поэтому для совершенствования процессов обработки почв необходим комплексный подход к вопросам уменьшения разрушения рабочими органами машин и орудий структуры почвы и разработки технологических процессов, обеспечивающих оптимизацию его агрофизических свойств. Цель работы - исследовать процесс воздействия рабочего органа плоскорезной лапы модернизированного плоскореза на корни сорных растений и пожнивные остатки и обосновать его геометрические параметры. Исследования базируются на методах физического и математического моделирования. В результате проведенных исследований установлено, что модернизированный рабочий орган предлагаемого плоскореза имеет очевидные преимущества перед существующими. В результате действия модернизированного рабочего органа на слой почвы при повышенных скоростях вследствие применения криволинейного профиля абсолютная скорость его движения выше, что приводит к более интенсивному смятию, подрезанию и измельчению слоя почвы. В процессе работы модернизированного рабочего органа наблюдается более интенсивное срезание сорняков. Обработка модернизированным плоскорезом обусловила значительное угнетение растений, проросших как из нижних, так и из верхних слоев почвы. При этом из верхнего слоя проросло меньше растений, чем на контроле и с применением серийного плоскореза, в 1,2 и в 2 раза соответственно. Продуктивность кормовых угодий по скошенной массе трав увеличивается на 20-25%, а по массе поедаемых скошенных трав в 2,5-6,7 раза. Увеличение угла наклона лап предотвращает смещение почвы в стороны и возникновение гребней. Также вследствие этого происходит более интенсивная самоочистка лап от налипшей почвы и растительных остатков.

Отвальная вспашка является неотъемлемым элементом большинства технологий возделывания полевых сельскохозяйственных культур, а также плодовых насаждений. Вспашка является одной из самых трудоемких и энергоемких операций. В структуре энергозатрат она занимает до 40%. Поэтому снижение расхода топлива при вспашке является актуальной задачей. На основании анализа научно-технической информации и поисковых исследований авторами было сделано следующее предположение: установка на лезвиях плужного корпуса и предплужника дополнительных рабочих элементов в форме тетраэдра должно снизить тяговое сопротивление плуга, а соответственно, и расход топлива. Модернизирован был плуг ПНУ-5-35. Для опытной проверки этого предположения были изготовлены тетраэдры - по три на каждый лемех корпуса плуга и по два на каждый предплужник. Тетраэдры расположены с шагом, предотвращающим забивание почвы и растительных остатков между ними. Экспериментально подтверждено, что установка на лезвиях лемехов корпуса плуга и предплужников дополнительных рабочих элементов в форме тетраэдров снижает расход топлива. Наименьший расход топлива при вспашке на глубину 23-25 см пахотным агрегатом в составе трактора T-150K и модернизированного плуга ПНУ-5-35 достигается при скорости движения агрегата 7,4 км/ч, длине тетраэдров 0,094 м и шаге их расстановки 0,123 м. По сравнению с контролем (трактор T-l50K и заводской плуг ПНУ-5-35), удельный расход топлива снизился на 3,4 л/га и составил 36,2 л/га. Установлена область рациональных параметров, при которых расход топлива составляет меньше 37 л/га: скорость пахотного агрегата 6,4-8,3 км/ч, длина тетраэдров 0,084-0,104 м, шаг расстановки тетраэдров 0,105-0,140 м.

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 %.