CC BY
43
Г^,60Е-10
1.40E-10
1,20E-10
1,00E-10
8,00E-11
6,00E-11
4,00E-11
2,00E-11
0,00E+00
1,44E-10
6,80E-11
3,84E-11
2,84E-11
Рис. 5. Интенсивность изнашивания исследуемых пар трения:
1 — закаленная сталь — высокопрочный чугун; 2 — сталь 40Х после ОЭМД — высокопрочный чугун;
3 — ШХ15 после ОЭМД — высокопрочный чугун;
4 — сталь 40Х после дорнования — высокопрочный чугун
Библиографический список
1. Монченко В.П. Деформирующая обработка отверстий втулок и гильз гидропневмоцилиндров. — М.: НИИМАШ, 1976. — 250 с.
2. Морозов А.В. Анализ деталей класса
полые цилиндры с исполнительными внутренними поверхностями // Механизация интенсивных технологий в АПК: сб. матер. науч.-техн. конф. — Орел, 2006. —
С. 177-180.
3. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической об-
работкой. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1989. — 200 с.
4. Пат. 2305028 Российская Федерация, В
23 Р 11 /02. Способ сборки деталей с натягом / С.К. Федоров, А.В. Морозов. — № 2005120254/02; заявл. 29.06.2005;
опубл. 27.08.2007, Бюл. № 24. — 3 с.
5. Пат. на полезную модель 97071 Российская Федерация, В 23 D 43/02. Дорн / А.В. Морозов, А.В. Байгулов. — № 2010115032/02; заявл. 14.04.2010; опубл. 27.08.2010, Бюл. № 24. — 1 с.
+ + +
2
3
4
УДК 631.67:631.67.03 Т.Ю. Миронова
ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ВНУТРИПОЧВЕННОГО ВНЕСЕНИЯ НАВОЗОСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ ДОИЛЬНЫХ ЗАЛОВ ПОД ЦВЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ
Ключевые слова: навозосодержащие
стоки, внутрипочвенный полив, подкормка растений.
Введение
Навозосодержащие стоки животноводческих комплексов характеризуются повышенным содержанием органических соединений, взвешенных веществ, биогенных элементов (таких как азот, фосфор, калий), которые являются основным фактором не-
благополучия водных объектов, а по отношению к почве и растениям являются ценными удобрениями, в которых сельское хозяйство испытывает острый дефицит.
По нашим подсчетам, на 2010 г. в Ленинградской области из 76,9 тыс. коров около
24 тыс. (31%) доятся в доильных залах. В соответствии с методическими рекомендациями по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к ис-
пользованию навоза и помета расчетное количество навозных стоков, образующихся от одной головы на доильных площадках, составляет 20 л/сут. [1, 2]. Исходя из этого, можно предположить, что в Ленинградской области ежегодно образуется около 175 тыс. м3 стоков доильных залов. На большинстве животноводческих объектах нет полноценно работающих очистных сооружений, а имеющиеся не обеспечивают очистку стоков до необходимого уровня. Поля орошения, на которых происходит утилизация животноводческих стоков, не достаточны по площади и не могут использоваться круглогодично.
Для решения задачи рационального использования водных ресурсов и охраны окружающей среды большое место занимает использование навозосодержащих стоков доильных залов (НСДЗ) для орошения в культивационных сооружениях, что позволило бы сократить расход воды и минеральных удобрений.
При подаче питательного раствора на основе навозосодержащих стоков на поверхности грунта начинается интенсивное испарение азота в аммиачной форме, это создает неблагоприятный воздушный режим и к тому же уменьшается удобрительная ценность раствора. Поэтому питательный раствор надо подавать на глубину не менее 10-15 см. Для осуществления этого процесса предусматривается внутрипочвенное орошение [3].
Целью данной работы являлось определение основных конструктивных параметров системы распределения навозосодержащих стоков доильных залов в культивационных сооружениях в качестве удобрительных поливов.
Для достижения поставленной цели были проведены лабораторные исследования, которые предусматривали решение следующих задач:
- изучение влияния величины напора И (м) подаваемых НСДЗ в оросительную сеть и диаметра ^ (мм) перфорации подпочвенного увлажнителя на рост и развитие тагетиса;
- определение оптимального напора И (м) подаваемых НСДЗ в оросительную сеть и диаметра ^ (мм) перфорации подпочвенного увлажнителя при данных условиях.
Методика
Для проведения исследований использовали лабораторную установку (рис. 1), которая включала наполненные субстратом 4 пластиковые лотки (600х400х300) 3, установленные на поддоны 1. В лотках с субстратом на глубину 0,1 м уложен полиэтиленовый поливной трубопровод 5 с внутренним диаметром 16 мм и с соответст-
вующим диаметром перфорации (2-4 мм). Длина поливного трубопровода 0,55 м, на конце его установлена заглушка 2. Поливной трубопровод уложен посередине лотка параллельно рядам растений. Над лотками на высоте 1,8 м расположены светильники с лампами ДНАЗ-400 9, обеспечивающие равномерное освещение 8000 лк продолжительностью 14 ч/сут. Управление освещением осуществлялось с помощью программного реле времени ПИК-2 10.
Рис. 1. Схема и общий вид лабораторной установки:
1 — поддон; 2 — заглушка; 3 — лоток;
4 — субстрат; 5 — поливной трубопровод;
6 — кран; 7 — поливной раствор;
8 — резервуар; 9 — светильник с лампой ДНАЗ-400; 10 — реле времени ПИК-2
Регулировку напора проводили установлением резервуара 7 на соответствующую высоту (0,2-1 м). Подача НСДЗ из резервуара в поливной трубопровод осуществлялась через кран 6 по гибким трубам. Поливной раствор подавали из расчета 2,8 л/м2 [3].
В качестве питательного раствора использовали НСДЗ, которые подвергали предварительной обработке (рис. 2). Для удаления взвешенных веществ и примесей, которые негативно влияют на подачу в системы орошения, НСДЗ отстаивали в течение 2 ч, а затем с помощью компрессора «BOYU» модели S-1000 подвергали их аэрации в течение 2 ч. Объем подачи воздуха во время аэрации был 9,3 м3/(ч-м3). После этого для обеззараживания НСДЗ был применен электроактивированный раствор, обладающий бактерицидным эффектом [4]. К НСДЗ добавляли анолит АнК (рН = 3,9) в соотношении 10:1. Для снижения потерь азота и повышения содержания доступного фосфора к НСДЗ во время их подготовки добавляли суперфосфат простой из расчета
1 г/л стока.
ататЁ(Ш-2ч {щщия-2ч WYtrs-mo V=9JnVM
тз+зАР
т
1г/п
Рис. 2. Технологическая схема подготовки навозосодержащих стоков доильных залов
В качестве цветочной культуры использовали тагетис. 10-12-дневную рассаду высаживали в подготовленные лотки по 15 растений, обеспечивая тем самым необходимую площадь питания для нормального развития рассады. Как только она достаточно хорошо приживалась, начинали подкормку подготовленными НСДЗ. Подкормку проводили каждые 5 дней в течение развития растений до обильного цветения.
Согласно методике проведения эксперимента варьируемыми факторами являлись напор И = 0,2; 0,6; 1 м (-1; 0; +1) НСДЗ, подаваемых в оросительную сеть, и диаметр У = 2; 3; 4 мм (-1; 0; +1) перфорации подпочвенного увлажнителя. Так как число варьируемых факторов два, а уровней варьирования — три в настоящей работе проводился эксперимент по рандомизированному полнофакторному плану 32.
В качестве выходных параметров брали высоту (Н, см), массу (т, г) растений и ко-
личество цветоносов (q, шт.). При решении задачи оптимизации в качестве критерия оптимизации приняты максимальные значения выходных параметров. Обработку полученных данных проводили с использованием статистической графической программы Statgraphics Centurion XV.
Результаты и их обсуждения
В результате исследований наибольшие значения по массе (37,8 г) растений получены в варианте при величине напора 1 м и диаметре перфорации 4 мм, а наибольшее количество цветов (1,87 шт.) — при величине напора 0,6 м и диаметре перфорации
2 мм.
После исключения незначимых факторов были получены уравнения регрессии высоты
H, массы растений m и количества цветоносов q:
Н = 25,9411 +1,45167 • h + 0,538333 • d +1,14833 • h2 + 0,518333 -,
(1)
(2)
(3)
т = 28,50 +1,87 • h + 2,00 • d + 3,76 • h2 + 2,75 • d2; q = 1,39 + 0,12 • ^ -0,33 • d- 0,63 • И2 + 0,27 • ^ • d .
Зависимости влияния напора И НСДЗ, подаваемых в оросительную сеть, и диаметра У перфорации подпочвенного увлажнителя на высоту Н, массу растений т и количество цветоносов q представлены на рисунке 3.
Анализируя полученные уравнения (1-3) и графики зависимостей (рис. 3), можно сказать, что на рост и развитие растений влияют не только сами факторы, но и их квадраты, и парное взаимодействие напора И НСДЗ, подаваемых в оросительную сеть, и диаметра У перфорации подпочвенного увлажнителя. Знак «+» означает то, что с увеличением значения фактора величина отклика возрастает и, наоборот, со знаком «-», чем меньше значение коэффициента, тем слабее влияние фактора.
Полученные данные свидетельствуют о том, что на высоту растений наибольшее влияние оказывает величина напора НСДЗ, подаваемых в оросительную сеть. Высота растений возрастает с увеличением как напора, так и диаметра перфорации.
Диаметр перфорации подпочвенного увлажнителя наибольшее влияние оказывает на массу растений и количество цветов, причем при его увеличении масса растений повышается, а количество цветов уменьшается, при увеличении напора повышается и масса растений, и количество цветов.
Путем решения компромиссной задачи получили, что оптимальные параметры внесения НСДЗ при данных условиях составили по величине напора 0,93 м (давление в голове увлажнителя 9114 Па) и по диаметру перфорации 4 мм.
2
Рис. 3. Зависимости влияния напора И НСДЗ и диаметра <У перфорации подпочвенного увлажнителя на: а) высоту растений Н, см.; б) массу растений т, г.; в) количество цветоносов q, шт.
б
а
в
Заключение
На основе исследований получено, что величина напора И (м), подаваемых НСДЗ в оросительную сеть, и диаметр У (мм) перфорации подпочвенного увлажнителя на количество цветов тагетиса влияют незначительно, а наибольшее влияние они оказывают на массу растений и их высоту. В ходе эксперимента получены следующие оптимальные параметры внесения НСДЗ при данных условиях: величина напора 0,93 м (давление в голове увлажнителя 9114 Па) и диаметр перфорации 4 мм.
Библиографический список
1. Основные показатели молочного и мясного скотоводства Российской Федерации за 2010 год (данные Росстат) // Молочное и мясное скотоводство. — 2011. — № 1. — С. 6-9.
2. РД-АПК 1.10.15.02-08 «Методические рекомендации по технологическому проек-
тированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета». — М., 2008.
3. Краснова В.Л., Маркова А.Е., Петрова Т.И., Хазанов Е.Е. Результаты исследований по утилизации навозосодержащих стоков // Проблемы интенсификации продукции животноводства с учетом охраны окружающей среды и стандартов ЕС: матер. IX Междунар. науч. конф. — Варшава, 2003. — С. 493-495.
4. Миронова Т.Ю., Гордеев В.В., Шап-кин М.П., Гак Е.З. Вопросы применения электроактивированных растворов для обработки навозосодержащих стоков доильных залов // Проблемы интенсификации продукции животноводства с учетом охраны окружающей среды и стандартов ЕС: матер. XV Междунар. науч. конф. — Варшава, 2009. — С. 212-215.
+ + +
