CC BY
16
10. Коршунов В.Я., Комаров В.С. Повышение износостойкости деталей сельскохозяйственных машин при абразивном трении // Вестник ФГОУ ВПО Московский государственный агроинже-нерный университет им. В.П. Горячкина. 2010. № 2. С. 137-139.
References
1. Iznos detaley selskohozyaystvennyh mashin /M.M. Severnev, G.P. Kaplun, V.A. Korotkevich, S.N. Kot i dr. L.: «Kolos», 1972. 288 s.
2. Bernshteyn D.B. Povyshenie sroka sluzhby pluzhnyh lemehov // Traktory i selskohozyaystvennye mashiny. 1998. № 7. S. 30-33.
3. Obryzkov V.P. O vliyanii absolyutnoy vlazhnosti pochvy na iznos lemehov // Selhozmashiny. 1955. № 6. S. 14-21.
4. Rabinovich A.Sh. Samozatachivayuschiesya pluzhnye lemehi i drugie pochvorezhuschie detali mashin. M.: GOSNITI, 1962. 107 s.
5. Aronov E.L. Povyshenie dolgovechnosti rabochih organov pochvoobrabatyvayuschih mashin. M.: TsNIITEI, 1970. 190 s.
6. Rozenbaum A.N. Iznashivanie lezviy v pochvennoy srede. Povyshenie dolgovechnosti rabochih detaley v pochvoobrabatyvayuschih mashinah. M.: Mashgiz, 1960. 210 s.
7. Bahtin P.U. Problemy obrabotki pochvy. M.: Znanie, 1969. 61 s.
8. Korshunov V.Ya., Komarov V.S. Povyshenie iznosostoykosti detaley selskohozyaystvennyh mashin pri abrazivnom trenii // Vestnik FGOU VPO Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet im. V.P. Goryachkina. 2010. № 2. S. 137-139.
9. Korshunov V.Ya., Novikov D.A. Prognozirovanie iznosostoykosti i ustalostnoyprochnosti detaley selhozmashin na osnove kineticheskogo podhoda k protsessu razrusheniya metallov // Vestnik Bryanskoy GSHA. 2013. № 2. S. 33-36.
10. Korshunov V.Ya., Komarov V.S. Povyshenie iznosostoykosti detaley selskohozyaystvennyh mashin pri abrazivnom trenii // Vestnik FGOU VPO Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet im. V.P. Goryachkina. 2010. № 2. S. 137-139.
УДК 631.51.01:631.312
АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ С МОДЕРНИЗАЦИЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПЛУГА
Analysis of Basic Tillage Methods with the Modernized Working Tools of the Plow
хБудко С.И., канд. техн. наук, доцент, хКузюр В.М., канд. техн. наук, доцент, хКузьменко И.В., канд. техн. наук, доцент, 2Чайчиц А.Н., канд. техн. наук, доцент Budko S.I., Kuzyur V.M., Kuzmenko I.V.,Chaichits A.N.
1 ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University 2 УО «Белорусская сельскохозяйственная академия» Belarusian State Agricultural Academy
Реферат. Важнейшим условием подъема земледелия, развития животноводства и увеличения его продуктивности, является повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур. Решающая роль в увеличении урожайности принадлежит новой технике и агротехническим мероприятиям, которые могут обеспечить повышение плодородия почвы. Основным условием ее повышения является наличие органического вещества, структуры и создание условий для жизнедеятельности соответствующих почвенных микроорганизмов, что возможно только в обоснованной системе земледелия с регулярными севооборотами, внесением органических и минеральных удобрений, правильной обработкой [1]. В системе обработки почвы вопрос о целесообразности применения вспашки или безотвального рыхления до сих пор остается дискуссионным и изучается на протяжении последнего десятилетия во многих зонах страны. С точки зрения повышения урожайности, экономии топлива и средств, уплотненные бесструктурные почвы в нечерноземной полосе целесообразнее не перепахивать, а глубоко безотвально рыхлить высокопроизводительными орудиями [2]. Предлагаемое конструктивное исполнение стойки плуга позволяет снизить тяговое сопротивление, металлоемкость и
энергозатраты, повысить эксплуатационно-технологические показатели и функциональные возможности адаптации орудия к конкретным почвенно-климатическим условиям.
Abstract. An increase in the yield of all agricultural crops appears to be the most important condition for improving crop-growing agriculture, developing animal husbandry and increasing its productivity. A decisive role in raising the level of crop yield belongs to new machinery and agrotechnical measures that can increase soil fertility. It can be achieved with the availability of organic matter and soil structure, and conditioning for the corresponding soil microorganisms. It is, in its turn, possible only in a scientifically grounded system of agriculture with regular crop rotations, introduction of organic and mineral fertilizers, and proper soil treatment [1 ]. In the tillage system, the question of subsurface loosening or plowing suitability is still debatable, and it has been studied for the past decade in many areas of the country. Taking into consideration soil productivity increasing, fuel and money saving, the compacted structureless soils in the non-Chernozem zone are better to deeply loosen with efficient tools than to plow [2]. The proposed design of the plow stand allows reducing the tractive resistance, specific quantity of metal and energy consumption, increasing operational and technological indicators and functional capabilities of the tool adaptation to specific soil and climatic conditions.
Ключевые слова: обработка почвы, корпус плуга, рабочие органы, рыхление, тяговое сопротивление.
Key words: soil treatment, plow body, working tools, loosening, tractive resistance.
Определение задачи. Среди мер, направленных на повышение урожайности сельскохозяйственных культур в условиях интенсификации земледелия, важное место занимает обработка пахотного слоя.
Несмотря на многочисленные исследования, преимущество вспашки или безотвального рыхления пахотного слоя зачастую остается неясным. В опубликованных работах отсутствуют материалы по длительному изучению влияния того или другого способа обработки на плодородие почвы.
Непродолжительные наблюдения показали, что при безотвальном рыхлении плодородие нижней части пахотного слоя (у дерново-подзолистых почв) падает значительно сильнее, чем при вспашке. Однако после трехлетнего применения вспашки и безотвального рыхления не обнаруживалось заметного различия в плодородии дерново-подзолистых почв. Урожаи культур по безотвальному рыхлению снижались вследствие усиливающейся засоренности посевов.
Предпосевная обработка играет существенную роль в борьбе с сорняками, и ее можно рассматривать только в связи с системой основной обработки, с учетом зональных требований высеваемой культуры и вида сорняков. Цель предпосевной обработки - сохранить в почве осенне-зимнюю влагу, очистить верхний пахотный слой от зачатков сорняков, создать выравненную и рыхлую поверхность для размещения высеваемых семян на требуемую глубину.
Изменения в строении пахотного слоя, вызванные различной обработкой, ведут к неравномерности в поглощении воды только при высокой интенсивности ее поступления на поверхность почвы. В этих случаях чем глубже обработана почва и чем лучше взрыхлен подпахотный слой, тем на большую глубину и в больших количествах проходит вода. Весной влажность почвы вспаханных и взрыхленных на одинаковую глубину одинакова. Увеличение общей и особенно некапиллярной скважности при вспашке или рыхлении обеспечивает несколько лучшее поглощение плодородным слоем осадков холодного периода года (зимы и ранней весны) по сравнению с непаханой почвой. Оборачивание пласта и неравномерное рыхление пахотного слоя плугом приводят к потерям почвенной влаги.
Глубоким безотвальным рыхлением обеспечиваются также не менее благоприятные условия прорастания и гибели семян сорняков в толще обрабатываемого слоя. Увеличение засоренности посевов однолетними сорняками по безотвальной обработке наблюдалось лишь тогда, когда верхний слой почвы содержал больше всхожих семян сорняков, чем нижележащие.
Вспашка не обеспечивает очищения поля и посевов от сорных растений, не экономична и менее способствует сокращению сроков полевых работ. Все эти моменты говорят о том, что перепашка зяби и чистого пара для сельскохозяйственного производства менее желательна.
Причина слабого действия удобрений, внесенных под безотвальное рыхление, заключается в нахождении их на поверхностных слоях почвы, подверженных более сильному высыханию по сравнению с нижележащими слоями.
В ряде случаев применяемая обработка почв не отвечает требованиям повышения урожайности культур. В значительном числе районов нечерноземной зоны в настоящее время уплотненные почвы под посев яровых и озимых культур перепахиваются плугами. Перепашка зяби и чистого пара, если она не вызвана необходимостью заделки в почву органических и иных удобрений, как показы-
вает практика, не отвечает тому состоянию плодородного слоя, которого требуют растения высеваемых культур.
Из литературы известно, что перепашка способствует образованию «плужной подошвы», отрицательная роль которой для растений отмечена рядом ученых. Почва после перепашки зяби от дождей быстро уплотняется на всю глубину обработки, а на ее поверхности образуется плотная почвенная корка, вред которой общеизвестен. При вспашке плодородный слой значительно вспушивает-ся и затем быстро оседает, за счет чего происходит повреждение и значительная гибель растений.
Одним из свойств почвы, связанным с обработкой, является ее плотность. В литературе не указаны величины плотности, при которых интенсивнее протекают процессы накопления и разрушения органического вещества, формирования структуры, потеря почвенной влаги и развития растений. Исследования показывают, что перепашкой обеспечивается меньшая, а глубоким безотвальным рыхлением - несколько большая плотность почвы.
Основным условием более интенсивного роста сельскохозяйственных культур является высокий уровень элементов плодородия почвы в результате глубокого безотвального рыхления зяби и пара, что подтверждается содержанием в пахотном слое воды и нитратов.
Опытные данные показывают, что, по сравнению с перепашкой, глубокое безотвальное рыхление благоприятно влияет и на процесс накопления в почве элементов питания растений, в том числе и нитратов, как в пахотном, так и подпахотном слоях благодаря повышенной плотности и влажности почвы при соответствующей величине аэрации.
В основе повышения урожайности культур в результате глубокого без оборота пласта рыхления уплотненной зяби и чистого пара, как показывают исследования, находится более высокое эффективное плодородие почвы и меньшая засоренность посевов. Данные урожайности культур показывают, что глубокое безотвальное рыхление целесообразно в обработке менее засоренных многолетними сорняками почв, в частности, в обработке зяби под яровые зерновые и пропашные и пара -под озимые культуры. Глубокое безотвальное рыхление в нечерноземной зоне обеспечивает более благоприятный комплекс условий роста культурных растений.
Глубоким безотвальным рыхлением обеспечиваются более благоприятные условия водного и питательного режимов почвы, а также снижения засоренности поля и посевов в основном однолетними сорными растениями, а за счет большего содержания влаги и нитратов в почве и меньшей засоренности посевов, обеспечивает повышение урожайности культур.
Вспашка и безотвальное рыхление на 22 см под озимую пшеницу и яровые зерновые дают одинаковые показатели прямых затрат на производство 1 ц продукции и доходности 1 га посева. Однако безотвальное рыхление требует меньших тяговых усилии, чем вспашка. Это позволяет повысить производительность работы на 14% но сравнению со вспашкой при соответственном уменьшении затрат на гектар обработанной площади.
С учетом значительно большей производительности труда на выполнении поверхностной обработки по сравнению со вспашкой целесообразность ее вполне очевидна.
Результаты. Для снижения стоимости рыхлительного оборудования возможно использовать существующие плуги установив на раму сменные рабочие элементы [3, 4, 5]. Однако применение безотвальной обработки не обеспечивает уничтожение сорной растительности. Следовательно необходима комбинированная обработка почвы, включающая приемы безотвальной, отвальной и поверхностной обработок.
Предлагается оснастить плуг рабочими органами в виде рыхлительных стоек на которых могут монтироваться подрезающие крылья для срезания сорняков и отвал для заделки сорняков и удобрений (рис. 1). Разработанный рабочий орган совмещает достоинства безотвальной и отвальной обработки почвы.
Рисунок 1 - Модернизированный корпус плуга 34
Плуг состоит из рамы, на которой смонтированы стойки, каждая из которых имеет башмак с накладным долотом и парой подрезающих крыльев, крепящихся к стойке с помощью пары болтов. При этом пара подрезающих крыльев имеет возможность дискретного перемещения по высоте вдоль стойки по соответствующим отверстиям.
Глубина работы плуга может быть до 45 см. При данной глубине обработки почвы расстояние между стойками во фронтальной (поперечной) плоскости равно 35...40 см, в зависимости от конструкции рамы.
Модульная конструкция позволяет настраивать плуг на выполнение 8 различных технологий отвальной и безотвальной обработки почвы с регулированием качественных показателей почвенного сложения (рис. 2).
Рисунок 2 - Схема обработки почвы предлагаемым рабочим органом плуга
Каждая стойка и башмак имеют одинаковую ширину (30 мм), а ширина долота больше (60 мм) или равна ширине стойки и башмака и может использоваться как самостоятельный рабочий орган в качестве чизельного глубокорыхлителя.
При установке пары крыльев в верхнее положение по высоте, под минимальным углом крошения, происходит рыхление почвы и подрезание сорной растительности и пожнивных остатков, а при изменении угла крошения на максимальный происходит дополнительное крошение поверхностного слоя почвы.
При установке пары подрезающих крыльев в нижнее положение происходит рыхление почвы на заданную глубину и подрезание образующихся внутрипочвенных гребней.
При установке отвала посредством проставки в верхнее положение на стойку с башмаком и широким долотом происходит рыхление почвы от долота на заданную глубину и оборот пласта с заделкой растительных и пожнивных остатков.
При установке пары подрезающих крыльев в нижнее положение с одновременной установкой отвала посредством проставки в верхнее положение на стойку с башмаком и широким долотом про-
исходит рыхление почвы от долота на заданную глубину, подрезание внутрипочвенных гребней и оборот пласта с заделкой растительных и пожнивных остатков.
При установке пары подрезающих крыльев на стойки с башмаком и узким долотом происходит щелевание почвы на заданную глубину и сплошное рыхление с возможностью регулирования качества крошения почвы и подрезание сорной растительности и пожнивных остатков.
При рыхлении почвы до 0,40...0,45 м в зависимости от вида обработки (отвальной, безотвальной) и глубины оборачиваемого слоя удельное сопротивление предлагаемых рабочих органов меньше по сравнению с классическими лемешными корпусами, обрабатывающими почву на 0,25.0,27 м. Соответственно, и расход топлива на 1 га меньше в аналогичной пропорции.
Выводы: Установка на плуге ПЛН-5-35П рыхлительных стоек на которых могут монтироваться подрезающие крылья для срезания сорняков и отвал для заделки сорняков и удобрений позволяет совместить достоинства безотвальной и отвальной обработки почвы - производить рыхление почвы на заданную глубину, подрезание внутрипочвенных гребней и оборот пласта с заделкой растительных и пожнивных остатков, а также разрушать «плужную подошву», что обеспечивает увеличение поступления воды и воздуха к корням растений, улучшает условия для проникновения их в более глубокие слои почвы и увеличивает урожайность озимой пшеницы на 10.25%.
Библиографический список
1. Белоус Н.М., Ториков В.Е. Стратегия инновационного развития научных исследований в Брянской государственной сельскохозяйственной академии // Вестник Брянской ГСХА. 2010. № 2. С. 4-16.
2. Подшиваленко И.Л., Курзенков С.В., Гайдук В.А., Клыбик В.К., Кузюр В.М. Обоснование критериев технического состояния сельскохозяйственной техники / // Вестник Брянской ГСХА. 2014. № 3. С. 56-58.
3. Михальченков А.М., Паршиков П.А., Кожухова Н.Ю. Рабочий орган для подрезания почвы (Лемех): пат. 92756 Рос Федерация. № 2009142489/22; заявл. 17.11.2009; опубл. 10.04.2010.
4. Черноиванов В.И., Михальченков А.М., Кожухова Н.Ю., Лялякин В.П., Кузюр В.М. Отвал плужного корпуса: пат. 115609 Рос Федерация. № 2011143590/13; заявл. 28.10.2011; опубл. 10.05.2012.
5. Михальченков А.М., Лялякин В.П., Лебедев Д.Н., Кожухова Н.Ю. Долото плужного лемеха: пат. 2480974 C1 Рос Федерация. № 2012108460/13; заявл. 07.03.2012; опубл. 10.05.2013.
References
1. Belous N.M., Torikov V.E. Strategy of innovative development of scientific research in the Bryansk State Agricultural Academy // Bulletin of the Bryansk State Agricultural Academy. 2010. № 2. P. 4-16.
2. Podshivalenko I.L., Kurzenkov S.V., Gaiduk V.A., Klybik V.K., Kuzyur V.M. Substantiation of operating conditions criteria of agricultural machinery // Bulletin of the Bryansk State Agricultural Academy. 2014. № 3. P. 56-58.
3. Mikhalchenkov A.M., Parshikov P.A., Kozhukhova N.Yu. Working tool for cutting the soil (Ploughshare). PatentRU92756, № 2009142489/22, appl. 17.11.2009, publ. 10.04.2010.
4. Chernoivanov V.I., Mikhalchenkov A.M., Kozhukhova N.Yu., Lyalyakin V.P., Kuzyur V.M. Mould-board. Patent RU 115609, № 2011143590/13, appl. 28.10.2011, publ. 10.05.2012.
5. Mikhalchenkov A.M., Lyalyakin V.P., Lebedev D.N., Kozhukhova N.Yu. Mouldboard Plowshare Bit. Patent RU2480974 C1, № 2012108460/13, appl. 07.03.2012, publ.10.05.2013.
