Публикации автора

Оборот пласта остается наиболее распространенным приемом основной обработки почвы. Высокой культуре земледелия в наибольшей степени удовлетворяет так называемая гладкая вспашка без образования свальных гребней и развальных борозд, которая выполняется оборотными плугами. (Цель исследования) Обосновать кинематику пласта при его обороте в собственную борозду без поперечного смещения. (Материалы и методы) При рассмотрении кинематики пласта принимается допущение, что он состоит из связной упругой среды, в процессе оборота в габаритах собственной борозды претерпевает деформации, но не разрушается. Такое допущение вполне корректно, так как известно, что задерненный и влажный пласт вырезается из почвенного массива сплошной неразрывной лентой и, практически сохраняя свои геометрические размеры, оборачивается на 180°. При обосновании траектории пласта применяются классические методы теоретической механики. (Результаты и обсуждения) Рассмотрены уравнения движения точек пласта при его обороте в габаритах собственной борозды. Все точки поперечного сечения пласта в процессе оборота изменяют свое положение в пространстве. Процессы изменений перемещения, скорости и ускорения i-ой точки теоретического пласта происходят по плавным зависимостям, описываемым тригонометрическими функциями. Однако при значении угла поворота ωt = π/2 происходит резкая смена направлений графиков перемещения, скорости и ускорения, что указывает на резко переменные нагрузки, которым подвергается пласт в области этой точки. Объясняется это сменой опорного ребра, относительно которого осуществляется вращение поперечного сечения пласта. Центр тяжести поперечного сечения движется с переменными скоростью и ускорением, что говорит о наличии инерционных сил, на преодоление которых потребуется определенная энергия. (Выводы) Величина затрачиваемой работы во многом будет зависеть от геометрических параметров пласта a, b и режимов его оборота ω. При обороте поперечного сечения пласта на угол ωt = π/2 – γ вертикальное ускорение центральной точки О принимает максимальное значение. В этом положении при определенных условиях возможен отрыв пласта от дна борозды. Исследование кинематики оборота почвенного пласта в собственную борозду позволило обнаружить новые явления, возникающие в процессе его движения и установить закономерности влияния геометрических параметров почвенного пласта на динамические характеристики.

Плодородие почвы определяется наличием гумуса, как основной части органического вещества. Расширенное воспроизводство плодородия почвы обеспечивается внесением органических и минеральных удобрений, выращиванием сидеральных культур и разложением остатков растительной массы. (Цель исследования) Разработка технологий и средств механизации при расширенном воспроизводстве плодородия. (Материалы и методы) Для совместного внесения жидких органических удобрений и возделывания сидератов разработан агрегат, реализующий шланговую технологию транспортирования жидких органических удобрений. По напорным шланговым магистралям удобрения подаются к рабочим органам вглубь почвенного пласта. Комбинированный агрегат состоит из трактора К-744 «Кировец» и адаптера для глубокой обработки почвы с внесением жидких удобрений, а также сеялки мелкосемянных культур. Для выравнивания поверхности поля после прохода агрегата и заделки высеваемых семян сидеральной культуры агрегат оснащается зубовым катком. (Результаты и обсуждение) Приведены формулы для определения критической глубины обработки, выполнен силовой расчет агрегата. Конструкция почвообрабатывающего орудия позволяет устанавливать плоскорежущие рабочие органы с захватом 0,80 м и щелеватели с захватом 0,45 метра. Проведены испытания комбинированного агрегата. Глубина обработки почвы составляла 36±1 сантиметров, норма высева сидеральной культуры (редька масличная) 25 килограммов на гектар, диапазон рабочих скоростей агрегата от 0,4 до 0,8 метра в секунду. (Выводы) Равномерность подпочвенного распределения органических удобрений составила 90-95 процентов. Удельная энергоемкость технологического процесса комбинированного агрегат на базе трактора К-744 при внутрипочвенном внесении удобрений составляет 40-65 киловатт-часов на гектар (без учета мощности на прокачку удобрений). Энергозатраты зависят от глубины обработки и удельного сопротивления почвы. Предлагаемый способ позволяет предотвратить водную и ветровую эрозию почвы, улучшить ее агрономически ценные свойства. Сокращение пестицидной нагрузки на почву и ее микрофлору способствует переходу к модели устойчивых агроэкосистем, повышению и улучшению качества урожая. Предлагаемая технология обеспечивает расширенное воспроизводство плодородия почвы.

Отмечено, что в России около 25,5 миллиона гектаров пахотных земель характеризуется повышенной кислотностью (рН менее 5,5), что приводит к снижению до 30 процентов урожайности основных культур и значительному падению эффективности применения минеральных удобрений. (Цель исследования) Поиск возможных путей раскисления почв и технического решения данной проблемы. (Материалы и методы) Проанализированы результаты эксперимента с доломитовой мукой грубого помола на черноземных суглинистых почвах, показавшие эффективность метода в нейтрализации кислотности. Исследуются биохимические процессы при внесении известковых материалов и их влияние на структуру почвы. (Результаты и обсуждение) Известкование – ключевой метод понижения кислотности почвы и создания оптимальных условий для жизнедеятельности микроорганизмов, что способствует более рациональному использованию минеральных удобрений. Кроме того, известкование формирует геохимический барьер, который предотвращает вымывание подвижных элементов из почвы и сокращает вынос биогенов в водоемы. Одним из наиболее перспективных вариантов внесения известковых мелиорантов на данный момент являются универсальные полуприцепы, которые могут оборудоваться дисками разбрасывателями. (Выводы) Известкование почв повышает эффективность использования минеральных удобрений, создает оптимальные условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Также в 1,4-2,7 раза повышается эффективность использования азотистых удобрений, а коэффициент использования фосфорных удобрений возрастает на 10-15 процентов. Доломитовая мука грубого помола эффективно снижает кислотность почвы. Для раскисления почвы от среднекислой до слабокислой (pHKCl 5,3-5,6) необходимо вносить известковые материалы в дозах 4 тонны на гектар.

Рассмотрены вопросы перемещения почвенного пласта при различных способах вспашки. Выявлен эффект продольного перемещения пласта в процессе его оборота. (Цель исследования) Изучение кинематики продольного перемещения почвенного пласта при различных способах оборота (в собственную борозду и в соседнюю борозду) и его количественная оценка. (Материалы и методы) Явление перемещения пласта в продольном направлении было обнаружено при изучении кинематики физических моделей пластов. Для проведения исследований была изготовлена пластичная модель почвенного пласта толщиной 1 сантиметр, шириной 2 и длиной 7,5 сантиметра. Закрутка пласта на 180° осуществлялась на расстоянии 5 сантиметров. Объяснением этого явления может быть тот факт, что при осуществлении оборота пласта его центр тяжести поднимается над дном борозды дважды в результате смены опорных ребер пласта. Вследствие этого средняя линия пласта приобретает изогнутый вид. (Результаты и обсуждение) Проекция изогнутой линии на плоскость дна борозды всегда короче, чем длина самой линии, поэтому, если специально не растягивать пласт, он неминуемо должен переместиться в продольном направлении в сторону защемленного конца на некоторую величину. Установлены зависимости, позволяющие определять величину продольного перемещения, а также скорость и ускорение поперечного сечения пласта при осуществлении оборота в зависимости от кинематических параметров почвенного пласта. (Выводы) Величина продольного перемещения пласта прямо пропорциональна его толщине и зависит от коэффициентов устойчивости и закрутки.

Подготовка рабочих растворов удобрений и пестицидов для производственных технологических процессов подразумевает смешивание жидкостей с соблюдением точной дозировки компонентов. Существующие конструкции дозирующих и смешивающих устройств не обеспечивают качественное дозирование, к тому же при резком увеличении количества фракции наблюдается гидроудар. С целью устранения этих недостатков на основании аналитических исследований имеющихся разработок и материалов патентного поиска создано смешивающее устройство для приготовления растворов различной концентрации с возможностью регулирования соотношения их компонентов в процессе работы устройства. Устройство обеспечивает плавное изменение концентрации препаратов за счет конструкции дозирующих заслонок, формирующих окна квадратной формы с меняющейся конфигурацией, за счет перемещения относительно друг друга образующих их пластин как по горизонтальной, так и по вертикальной осям. Предложенное устройство плавно изменяет концентрацию раствора, тем самым более точно осуществляя дозирование. Экспериментально установили, что более плавное изменение расхода рабочей жидкости соответственно концентрации раствора наблюдается при расстоянии от осей симметрии дисков дозирующего устройства до оси вращения распределительных окон, равном 0,04…0,1 м. Отклонение фактического расхода рабочей жидкости от расчетного не превышает 5%. Интеграция разработанного смесителя в системы растворных узлов, опрыскивателей и других специализированных машин будет способствовать повышению качества выполнения мелкодисперсного орошения растений, семян и почвы.