CC BY
184
_05.20.00 ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ_
05.20.01 636.03+628.8.02
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА В ПТИЧНИКАХ
© 2018
Игорь Мамедяревич Довлатов, аспирант, младший научный сотрудник Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (Россия) Леонид Юрьевич Юферев, доктор технических наук, главный научный сотрудник Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (Россия) Владимир Вячеславович Кирсанов, доктор технических наук,
заведующий лабораторией, главный научный сотрудник Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (Россия) Дмитрий Юрьевич Павкин, младший научный сотрудник Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (Россия) Владимир Юрьевич Матвеев, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино (Россия)
Аннотация
Введение: микроклимат представляет собой совокупность факторов, оказывающих влияние на состояние климата в ограниченном пространстве (в помещении). Содержание и выращивание животных в сельскохозяйственных помещениях является важным этапом в производстве сельскохозяйственной продукции. Поддержание благоприятного микроклимата в помещении с животными обеспечивает сохранность продукции и повышение ее качества.
Материалы и методы: методология проведения исследований заключается в усовершенствовании методов поддержания благоприятного микроклимата в помещениях птичников.
Обсуждение: в данной статье проводится анализ факторов, влияющих на состояние микроклимата в птицеводческих и животноводческих помещениях. В результате проведенных исследований определили, что наиболее значимыми факторами являются температура, влажность, загрязненность и запыленность воздуха, ионизация, освещенность уровень шума, климатические и погодные условия, конструкция помещения, вентиляция, отопление, канализация, технология содержания животных, плотность их размещения, тип кормления, видовой и возрастной состав поголовья. Современный уровень развития сельского хозяйства требует разработки адаптивных систем и алгоритмов управления, которые будут изменять параметры рабочих органов, влияющих на микроклимат в зависимости от температуры, влажности воздуха, времени, освещенности, состояния входной двери.
Результаты: предложены и разработаны адаптивные алгоритмы управления такими факторами микроклимата, как обеззараживание и освещение для птичников. Рассмотрена необходимость поддержания оптимальной температуры, влажности воздуха в помещении и вентилирования с помощью автоматизированного комплекса.
Заключение: в статье проведен анализ состояния и перспектив развития систем управления микроклиматом в птицеводческих помещениях, предложены новые адаптивные алгоритмы, которые описывают управление ультрафиолетовой лампой, насосом подачи аэрозольной смеси и освещением помещения исходя из показаний датчиков температуры, влажности воздуха в помещении, часов реального времени и датчиков состояния входной двери в помещение.
Ключевые слова: автоматизация, алгоритм, вентилирование, влажность, микроклимат, микроорганизмы, обеззараживание, освещение, птичник, сохранность птиц, среднесуточные привесы, температура, управление.
Для цитирования: Довлатов И. М., Юферев Л. Ю., Кирсанов В. В., Павкин Д. Ю., Матвеев В. Ю. Автоматизированная система обеспечения микроклимата в птичниках // Вестник НГИЭИ. 2018. № 7 (86). С. 7-18.
AUTOMATED SYSTEM OF PROVISION OF THE MICROCLIMATE IN POULTRY HOUSES
© 2018
Igor'Mamedjarevich Dovlatov, the graduate student, the junior researcher Federal agricultural research centre VIM (Russia) Leonid Yuryevich Yuferev, Dr. Sci. (Engineering), the chief researcher Federal agricultural research centre VIM (Russia) Vladimir Vyacheslavovich Kirsanov, Dr. Sci. (Engineering), the head of laboratory, chief researcher
Federal agricultural research centre VIM (Russia)
Dmitry Yuryevich Palkin, the junior researcher Federal agricultural research centre VIM (Russia) Vladimir Yuryevich Matveev, Ph. D. (Engineering), The associate professor of the department «Technical service» Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Knyaginino (Russia)
Abstract
Introduction: microclimate is a set of factors affecting the climate in a confined space (indoors). Keeping and growing animals in agricultural premises is an important stage in the production of agricultural products. Maintaining a favorable microclimate in the room with animals ensures the safety of products and improves its quality. Materials and Methods: the methodology of the research is to improve the methods of maintaining a favorable microclimate in the premises of poultry houses.
Discussion: This article provides an analysis of the factors affecting the state of the microclimate in poultry and livestock buildings. As a result of the conducted researches it was determined that the most significant factors are temperature, humidity, air pollution and dust, ionization, illumination, noise level, climatic and weather conditions, room design, ventilation, heating, Sewerage, technology of keeping animals, density of their placement, type of feeding, species and age composition of livestock. The modern level of development of agriculture requires the development of adaptive control systems and algorithms that will change the parameters of the working bodies affecting the microclimate depending on temperature, humidity, time, light, the condition of the entrance door.
Results: adaptive control algorithms for such microclimate factors as disinfection and lighting for poultry houses are proposed and developed. The necessity of maintaining the optimal temperature, humidity and ventilation with the help of an automated system is considered.
Conclusions: the article analyzes the state and prospects of development of microclimate control systems in poultry houses, offers new adaptive algorithms that describe the control of the ultraviolet lamp, the aerosol mixture supply pump and the room lighting based on the readings of temperature sensors, indoor air humidity, real-time clock and the status sensor of the entrance door to the room.
Key words: automation, algorithm, ventilation, humidity, disinfection, lighting, poultry house, microclimate, microorganisms, bird safety, average daily weight gain, temperature, control.
For citation: Dovlatov I. M., Yuferev L. Yu., Kirsanov V. V., Palkin D. Yu., Matveev V. Yu. Automated system of provision of the microclimate in poultry houses // Bulletin NGIEI. 2018. № 7 (86). P. 7-18.
Введение
Микроклимат - это определённое количество факторов, которые оказывают разного рода влияние на самочувствие животных и птицы в конкретном помещении. Основные факторы, которые влияют на самочувствие животных: влажность в помещении, скорость потока частиц, пыль в воздухе, количество вредоносных микроорганизмов в помещении, освещение, шумность, сезонность, вентиляция, отопление, сама конструкция помещения, уборка помещения, возраст животных или птицы, температура внутри помещения, технологичность содержания птицы.
В данной статье обеспечение микроклимата в сельскохозяйственных помещениях рассматривается на примере птичников. Рассмотрена актуальность поддержания оптимальной температуры и влажности воздуха, освещенности помещения, подогрева воды и системы вентиляции. Предложено использовать универсальный автоматизированный комплекс по автономному обслуживанию сельскохозяйственных помещений для обеспечения микроклимата в помещении.
Исследованию влияния микроклимата на выращивание птиц в сельскохозяйственных помещениях посвящено множество работ отечественных и
зарубежных авторов, основные выводы которых приведены ниже.
Материалы и методы
Методология проведения исследований заключается в усовершенствовании методов поддержания благоприятного микроклимата в помещениях птичников.
Обсуждение
Важным этапом в производстве и дальнейшей реализации сельскохозяйственной продукции является выращивание птиц в производственных сельскохозяйственных помещениях. Необходимо поддерживать оптимальный микроклимат. Отклонение факторов в помещении от нормы влечет за собой снижение среднесуточных привесов и влияет на сохранность птиц, особенно в осенне-зимний период, а также влияет на её продуктивную яйценоскость.
Известно, что 40...50 % всей энергии, получаемой животными с кормов, идет на поддержание нормальной температуры тела, а остальная часть - на
прибавление веса и правильное развитие. Корм должен быть качественным и содержать в себе все необходимые микроэлементы. В конечном счете, параметры температуры влияют на себестоимость продукции. Температура окружающей среды непосредственно влияет на величину тепловыделений цыпленка в начальной стадии, следовательно, и на потребление кормов. Отклонения температуры среды от оптимальной значительно снижают рост и развитие молодняка птицы и увеличивают расход кормов, из чего вытекают дополнительные незапланированные финансовые потери для фермерского хозяйства. Неудовлетворительный микроклимат, определяющим параметром которого является температурный режим, повышает себестоимость продукции на 15-20 % и влечёт повышение отпускной цены для конечного потребителя. В связи с особенностями биологического тепловыделения и терморегулирования у молодняка птицы величина оптимальных температур для их выращивания колеблется в широких пределах [1].
Рис. 1. Зависимость оптимальной температуры в брудерах от возраста цыплят напольного содержания Fig. 1. Dependence of optimum temperature in brooders on age of chickens of the floor contents
Из рисунка 1 видно, что температура помещения напрямую зависит от возраста молодняка птицы.
Рассмотрим влажность и необходимость её поддержания в нужных пределах. Например, сухой воздух влияет на быстрое испарение влаги, из этого следует, что влажность менее 50 % негативно сказывается: раздражение слизистой оболочки глаза, дыхания и у птиц влечёт повышенную ломкость оперения. При повышенной влажности более 70 % на внутренней части стен помещения развивается плесень и быстрее отсыревают подстилы, что влечёт за собой удорожание процесса производства для
фермерского хозяйства с целью уничтожения плесени и покупки новых подстилов. Для птиц благоприятная влажность воздуха варьируется от 60 до 70 % [2].
Освещение играет важную роль, так, например, в птичнике освещение позволяет воздействовать на физиологическое развитие птицы, что влияет на повышенный рост при одинаковом возрасте и влечёт повышенную выживаемость молодняка, приводит к меньшим затратам на кормление и питьё птицы, уменьшению затрат на электроэнергию и, следовательно, уменьшение себестоимости производственного процесса [3].
Существуют постоянные и прерывистые режимы освещения. Учёными эти режимы были проанализированы и выявлено, что с точки зрения экономичности выгоднее использовать прерывистые режимы освещения: куры лучше несутся, повышается качество яиц, снижаются затраты на корм, экономится электроэнергия. Большое значение имеет функция плавного включения и выключения света -«рассвет-закат», так как при резкой смене уровня освещенности птица может пугаться, что повышает травматизм и смертность [4].
Следовательно, освещенность не маловажный фактор, который тоже требует отдельного внимания.
Возраст }
Рис. 2. Зависимость светового дня от возраста ремонтной курицы [5] Fig. 2. Dependence of the light day on the age of the repair chicken [5]
В помещении любого птичника в воздухе присутствуют пары различных газов, в основном аммиак, который оказывает негативный эффект не только на рост птицы, но и усвоение корма и дыхание, углекислый газ, концентрация тяжёлых ионов, а также наличие вредных микроорганизмов, рассредоточенных по всему помещению. Высокая концентрация вредных газов и микроорганизмов наносит вред здоровью кур. Без поступления чистого воздуха в ограниченное пространство птицы начинают болеть, снижается яйценоскость, а в отдельных случаях это становится причиной падежа, что в итоге ведет к финансовым потерям, снижению качества и повышению себестоимости продукции. Поэтому каждый птичник нуждается в грамотно сконструированной системе вентилирования воздуха с учетом всех параметров помещения и численности птиц.
Существует 2 общеизвестных и проверенных во всём мире способа вентиляции помещения, где содержится птица: естественная и с механическим побуждением (приточная, вытяжная и комбинированная) [6; 7; 8; 9; 10; 11; 12]. В сельскохозяйствен-
ном производстве, в помещениях которого содержится большое количество птиц, целесообразнее использовать механический способ вентиляции.
Эффективная вентиляция курятника обуславливается следующими требованиями:
- постоянное обеспечение птичника чистым воздухом;
- отсутствие сквозняков;
- регулярное удаление помета, испорченного корма и грязной воды в брудерах;
- периодическое уничтожение мелких грызунов. Кроме того, что их присутствие беспокоит птиц, они еще и служат источником дополнительного загрязнения воздуха [13].
Одной из важнейших задач в обеспечении благоприятного микроклимата в сельскохозяйственном помещении является обеззараживание воздуха в момент присутствия птиц в помещении. Это обусловлено наличием в воздухе большой концентрации вредных газов и микроорганизмов. При этом вентиляционной системы недостаточно для очищения воздуха по следующим причинам.
Проведённые исследования по обеззараживанию воздуха в сельскохозяйственных помещениях показали, что наиболее эффективный результат достигается при использовании ультрафиолетового излучения и распыления аэрозольной смеси [5].
в
п
■е
-
/ /А
Возрдт, суток / The return of (lu day --1---1--1--1--
500
СЧ
1 500
1 юо
I 500
г гоо I юо
0
з о
1 20 40 60 90 120 Рис. 3. Динамика роста концентрации микроорганизмов в птичнике:
1 - общая бактериальная обсемененность воздуха в птичнике; 2 - стафилококки; 3 - ПДК (общая);
4 - кишечные палочки [14; 15; 16; 17; 18] Fig. 3. dynamics of growth in the concentration of microorganisms in the poultry house: 1 - total bacterial contamination of air in the poultry house; 2 - staphylococci; 3 - MPC (total); 4 - intestinal sticks
Результаты
Для контроля параметров каждого фактора микроклимата в птицеводческих помещениях предложено использовать адаптивный автоматизирован-
ный комплекс по автономному обслуживанию сельскохозяйственных помещений. Принцип работы автоматизированного комплекса заключается в том, что микропроцессор, находящийся в блоке управления, производит анализ данных датчиков температуры, влажности, потока воздуха в помещении, герметичности здания, часов реального времени суток и, исходя из проведенного анализа данных, производит управление рабочими органами по обслуживанию птичника: ультрафиолетовой лампой, насосом подачи аэрозольной смеси, системой освещения в помещении, системой вентилирования помеще-
ния, нагревателями в брудерах. Все анализируемые данные и параметры состояния рабочих органов (включены или выключены) выводятся на экран дисплея. Составленная программа для автоматизации обеззараживания воздуха, освещения пригодна практически для любых птицеводческих и животноводческих помещений, т. к. все параметры (время работы АРУФ, время освещения, номинальная влажность), на основе которых ведется контроль и управление необходимыми условиями, являются переменными, т. е. могут выставляться самим человеком с помощью дисплея [19; 20].
Рис. 4. Блок-схема автоматизированного комплекса по обслуживанию сельскохозяйственных помещений: 1 - блок управления на базе микропроцессора; 2 - источник питания постоянного тока;
3 - часы реального времени; 4 - блок распыления водосодержащего раствора; 5 - система освещения помещения; 6 - ультрафиолетовая лампа; 7 - датчик влажности воздуха в помещении: 8 - датчик
состояния входной двери в помещение; 9 - датчик температуры в помещении; 10 - блок хранения памяти; 11 - направление сигнала; 12 - система вентилирования помещения Fig. 4. Block diagram of an automated complex for maintenance of agricultural premises: 1 - the control unit is microprocessor-based; 2 - the source of DC power; 3 - real time clock;
4 - unit spraying an aqueous solution; 5 - the system of lighting; 6 - UV lamp; 7 - gauge humidity indoor:
8 - gauge doors in the room; 9 - temperature sensor in the room; 10 - block storage memory; 11 - direction of the signal; 12 - system of ventilation of premises
Нашим коллективом молодых ученых и докторов технических наук разработаны алгоритмы и написана программа для автоматизированного управления обеззараживанием воздуха в помеще-
нии и освещением помещения. Ведётся разработка алгоритмов и написания программы для работы системы вентиляции и нагревательных элементов в брудере.
Рис. 5. Алгоритм управления обеззараживающим процессом Fig. 5. The control algorithm of the disinfecting process
Рис. 6. Алгоритм управления освещением помещения Fig. 6. Control algorithm of lighting of the room
Каждый из алгоритмов (освещения и обеззараживания) состоит из 3 частей: сбор и анализ данных, управление, вывод данных на дисплей. Последовательность 3 частей составляет 1 цикл, который затем повторяется. В первой части на основе показаний датчиков осуществляется присвоение переменным некоторых значений (например, при нажатой кнопке, которая подключена к дисплею, мы присваиваем переменной d значение 1, в противном случае d = 0). Во второй части, на основе значений переменных, производится управление устройствами обеззараживания и освещения (например, если переменная А = 0, обеззараживающее устройство должно быть отключено и находится в таком состоянии, пока А не примет значение 1). В 3 части за счет изменения номера экрана, переменной N возможно переключение дисплея и просмотр данных о состоянии установки и внешних параметров.
Разработанные алгоритмы являются уникальными и решают поставленную задачу для конкретных сельскохозяйственных помещений.
Все параметры (время начала и завершения работы обеззараживающего устройства в пределах 24 часов, суточное время освещения определенного цикла, максимальная и минимальная влажность, длительность каждого цикла), на основе которых ведется контроль и управление, являются переменными, т. е. могут выставляться самим человеком с помощью дисплея в меню настроек.
Принцип работы алгоритма расписан в источнике [19].
Планируется провести испытания в лабораторных условиях и внедрение автоматизированного комплекса на производство.
В дальнейшем повторное внедрение доработанного автоматизированного комплекса.
Заключение
1. Проведенный анализ состояния и перспектив развития систем управления микроклиматом в птицеводческих помещениях показывает необходимость создания адаптивных алгоритмов.
2. Анализ показал необходимость углубления исследования в данном направлении, а также необходимо разрабатывать адаптивные алгоритмы для управления температурой в брудерах и вентиляции в птицеводческих помещениях.
3. В статье предложены новые адаптивные алгоритмы, которые описывают управление ультрафиолетовой лампой, насосом подачи аэрозольной смеси и освещением помещения исходя из показаний датчиков температуры, влажности воздуха в помещении, часов реального времени и датчиков состояния входной двери в помещение.
4. Обусловлены предпосылки для дальнейшего исследования и написания алгоритмов для уже обоснованных систем, влияющих на микроклимат птичника.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гаврилов П. В., Петрушка Е. З., Глущенко В. Н. Облучатель. Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства НИИ животноводства. А. С. № 1351551, 1987.
2. Микроклимат птичника [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ledsvet.ru/articles/ т1кгокПта^рйЛшка/
3. Коваленко О. Ю. Светотехнические установки для повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Автореф. доктора техн. наук. Саранск. 2009. 41 с.
4. Стоянов П. А. Повышение эффективности птицеводства путем оптимизации освещения // Международный сельскохозяйственный журнал. 1980. № 2. С. 89-93.
5. Юферев Л. Ю., Довлатов И. М. Повышение эффективности энергоресурсосберегающей системы УФ облучения // Вестник ВИЭСХ. 2017. № 2 (27). С. 70-76.
6. Короли М. А., Балдова Д. А., Джуманов Ш. Комфортный микроклимат и вопросы экономии теплопо-требления // Наука. Образования. Техника. 2016. № 1. С. 58-62.
7. Сыроватка В. И., Бабаханов Ю. М., Степанова Н. А. Микроклимат в промышленном животноводстве // Вестник сельскохозяйственной науки. 1982. № 2. С. 66-77.
8. Кирсанов В. В., Игнаткин И. Ю. Энергоэффективная автоматизированная система микроклимата // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В. П. Горячкина. 2016. № 6 (76). С. 48-52.
9. Кирсанов В. В., Игнаткин И. Ю. Математическая модель водоиспарительного охлаждения в системах вентиляции // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В. П. Горячкина. 2017. № 1 (77). С. 14-20.
10. Пуженков А., Сизова Ю. В., Тараканов Д. А. Методы контроля микроклимата в животноводческих помещениях // III Всероссийская научно-практическая конференция. Материалы и доклады. Княгинино. 2018. С. 302-304.
11. Татаров Л. Г., Татаров Г. Л. Микроклимат помещений животноводства // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. Материалы III Международной научно-практической конференции. Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия. 2011. С.320-322.
12. Салеева И., Королёва Н., Гусев В., Бахарев А., Иванов А. Эффективный режим вентиляции // Животноводство России. 2016. № 1. С. 15-17.
13. Вытяжка в курятнике: как сделать вентиляцию в курятнике своими руками [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sovet-ingenera.com/vent/raschety/vytyazhka-v-kuryatnike.html/
14. Довлатов И. М. Обеззараживание воздуха в птицеводческих помещениях ультрафиолетовым излучением // Инновации в сельском хозяйстве. 2017. № 1 (22). С. 126-131.
15. Архипцев А. В., Игнаткин И. Ю., Стяжкин В. И. Технологическое проектирование животноводческих, звероводческих, птицеводческих предприятий и крестьянских хозяйств // Учебно-методическое пособие для студентов факультета зоотехнии и биологии. М. : Триада. 2016. 59 с.
16. Иванов А. В., Салеева И. П., Королева Н. А., Офицеров В. А., Гусев В. А., Шоль В. Г. Технологические приемы снижения микробной обсемененности при выращивании птицы // Птица и птицепродукты. 2016. № 2. С. 46-49.
17. Салеева И. П., Королёва Н. А., Офицеров В. А., Иванов А. В., Бахарев А. П. Микроклимат, вентиляция и газовый состав воздуха в птицеводческих помещениях (обзор) // Птицеводство. 2016. № 6. С. 44-49.
18. Салеева И., Иванов А., Бахарев А. Влажность и бактериальная загрязненность // Животноводство России. 2016. № 9. С. 9-12.
19. Юферев Л. Ю., Довлатов И. М., Рудзик Э. С. Автоматизация процесса обеззараживания воздуха и освещения в сельскохозяйственных помещениях // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 5. C. 43-48.
20. Горошкова Т., Котин А. И. Определение освещенности и интенсивности шума животноводческих помещений // III Всероссийская научно-практическая конференция. Материалы и доклады. Княгинино. 2018. С. 249-251.
Дата поступления статьи в редакцию 19.04.2018, принята к публикации 21.05.2018.
Информация об авторах: Довлатов Игорь Мамедяревич, аспирант, младший научный сотрудник Адрес: Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 109428, Россия, Москва, 1-й Институтский проезд, 5 E-mail: [email protected] SPIN-код: 9533-9629
Юферев Леонид Юрьевич, доктор технических наук, главный научный сотрудник Адрес: Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 109428, Россия, Москва, 1-й Институтский проезд, 5 E-mail: [email protected] SPIN-код: 9586-6852
Кирсанов Владимир Вячеславович, доктор технических наук, заведующий лабораторией, главный научный сотрудник
Адрес: Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 109428, Россия, Москва, 1-й Институтский проезд, 5 E-mail: [email protected] Spin-код: 3983-5253
Павкин Дмитрий Юрьевич, младший научный сотрудник
Адрес: Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 109428, Россия, Москва, 1-й Институтский проезд, 5 E-mail: [email protected] Spin-код: 7671-5380
Матвеев Владимир Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис»
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, 606340, Россия, Княгинино,
ул. Октябрьская, 22а
E-mail: [email protected]
Spin-код: 6756-1176
Заявленный вклад авторов: Довлатов Игорь Мамедяревич: подготовка текста статьи. Юферев Леонид Юрьевич: научное руководство. Кирсанов Владимир Вячеславович: общее руководство проектом.
Павкин Дмитрий Юрьевич: решение организационных и технических вопросов по подготовке текста. Матвеев Владимир Юрьевич: верстка и форматирование работы.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Gavrilov P. V., Petrushka E. Z., Glushenko V. N. Obluchatel [Irradiator], Harkovskij institut mehanizacii i elektrifikacii selskogo hozyajstva NII zhivotnovodstva. A. S. No. 1351551, 1987.
2. Mikroklimat ptichnika [The microclimate of the house] [Elektronnyj resurs]. Available at: http: //www .ledsvet.ru/articles/mikroklimat-ptichnika/
3. Kovalenko O. Yu. Svetotehnicheskie ustanovki dlya povysheniya produktivnosti selskohozyajstvennyh zhi-votnyh [Lighting installations for increase of productivity of farm animals. Dr. Sci. (Engineering) Thesis], Saransk. 2009. 41 p.
4. Stoyanov P. A. Povyshenie effektivnosti pticevodstva putem optimizacii osvesheniya [Icreasing efficiency of poultry farming by optimization of lighting], Mezhdunarodnyj selskohozyajstvennyj zhurnal [International agricultural journal], 1980. No. 2. pp. 89-93.
5. Yuferev L. Yu., Dovlatov I. M. Povyshenie effektivnosti energoresursosberegayushej sistemy UF obluche-niya [Improving the efficiency of energy-saving UV irradiation system], Vestnik VIESH [Bulletin VIESH], 2017. No. 2 (27). pp. 70-76.
6. Koroli M. A., Baldova D. A., Dzhumanov Sh. Komfortnyj mikroklimat i voprosy ekonomii teplopotreble-niya [A comfortable microclimate and the conservation of heat], Nauka. Obrazovaniya. Tehnika [Science. Educations. Technique], 2016. No. 1. pp. 58-62.
7. Syrovatka V. I., Babahanov Yu. M., Stepanova N. A. Mikroklimat v promyshlennom zhivotnovodstve [Microclimate in industrial livestock production], Vestnik selskohozyajstvennoj nauki [Bulletin of agricultural science], 1982. No. 2. pp. 66-77.
8. Kirsanov V. V., Ignatkin I. Yu. Energoeffektivnaya avtomatizirovannaya sistema mikroklimata [Energy-efficient automated microclimate system], Vestnik Federalnogo gosudarstvennogo obrazovatelnogo uchrezhdeniya vysshego professionalnogo obrazovaniya Moskovskij gosudarstvennyj agroinzhenernyj universitet im. V. P. Goryachkina [Bulletin of the Federal state educational institution of higher professional education Moscow state Agroengineering University. V. P. Goryachkin], 2016. No. 6 (76). pp. 48-52.
9. Kirsanov V. V., Ignatkin I. Yu. Matematicheskaya model vodoisparitelnogo ohlazhdeniya v sistemah ventilya-cii [Mathematical model of water-evaporative cooling in ventilation systems], Vestnik Federalnogo gosudarstvennogo obrazovatelnogo uchrezhdeniya vysshego professionalnogo obrazovaniya Moskovskij gosudarstvennyj agroinzhenernyj universitet im. V. P. Goryachkina [Bulletin of the Federal state educational institution of higher professional education Moscow state Agroengineering Univer-sity. V. P. Goryachkin], 2017. No. 1 (77). pp. 14-20.
10. Puzhenkov A., Sizova Yu. V., Tarakanov D. A. Metody kontrolya mikroklimata v zhivotnovodcheskih pomesheniyah [Methods of climate control in livestock buildings], III Vserossijskaya nauchno-prakticheskaya konfe-renciya [IIIAll-Russian scientific-practical conference], Materialy i doklady. Knyaginino. 2018. pp. 302-304.
11. Tatarov L. G., Tatarov G. L. Mikroklimat pomeshenij zhivotnovodstva [Microclimate of lives-tock premises], Agrarnaya nauka i obrazovanie na sovremennom etape razvitiya: opyt, problemy i puti ih resheniya. Materialy III Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Agrarian science and education at the present stage of development: experience, problems and ways of their solution. Proceedings of the III international scientific-practical conference], Ulyanovskaya gosudarstvennaya selskohozyajstvennaya akademiya. 2011. pp. 320-322.
12. Saleeva I., Korolyova N., Gusev V., Baharev A., Ivanov A. Effektivnyj rezhim ventilyacii [Effective ventilation mode], Zhivotnovodstvo Rossii [Livestock of Russia], 2016. No. 1. pp. 15-17.
13. Vytyazhka v kuryatnike: kak sdelat ventilyaciyu v kuryatnike svoimi rukami [Extract in the hen house: how to make ventilation in the hen house with your own hands] [Elektronnyj resurs]. Available at: http://sovet-ingenera.com/vent/raschety/vytyazhka-v-kuryatnike.html/
14. Dovlatov I. M. Obezzarazhivanie vozduha v pticevodcheskih pomesheniyah ultrafioletovym izlucheniem [Disinfection of air in poultry houses with ultraviolet radiation], Innovacii v selskom hozyajstve [Innovations in agriculture], 2017. No. 1 (22). pp. 126-131.
15. Arhipcev A. V., Ignatkin I. Yu., Styazhkin V. I. Tehnologicheskoe proektirovanie zhivotnovodcheskih, zverovodcheskih, pticevodcheskih predpriyatij i krestyanskih hozyajstv [Technological design of cattle-breeding, fur breeding, poultry-breeding enterprises and farms], Uchebno-metodicheskoe posobie dlya studentov fakulteta zootehnii i biologii, Moscow: Publ. Triada. 2016. 59 p.
16. Ivanov A. V., Saleeva I. P., Koroleva N. A., Oficerov V. A., Gusev V. A., Shol V. G. Tehnologicheskie priemy snizheniya mikrobnoj obsemenennosti pri vyrashivanii pticy [Technological methods of reducing microbial contamination in the poultry], Ptica i pticeprodukty [Poultry and poultry products], 2016. No. 2. pp. 46-49.
17. Saleeva I. P., Korolyova N. A., Oficerov V. A., Ivanov A. V., Baharev A. P. Mikroklimat, ventilyaciya i gazovyj sostav vozduha v pticevodcheskih pomesheniyah (obzor) [Microclimate, ventilation and gas composition of air in poultry houses (review)], Pticevodstvo [Poultry], 2016. No. 6. pp. 44-49.
18. Saleeva I., Ivanov A., Baharev A. Vlazhnost i bakterialnaya zagryaznennost [Humidity and bacterial contamination], Zhivotnovodstvo Rossii [Animal Husbandry of Russia], 2016. No. 9. pp. 9-12.
19. Yuferev L. Yu., Dovlatov I. M., Rudzik E. S. Avtomatizaciya processa obezzarazhivaniya vozduha i osve-sheniya v selskohozyajstvennyh pomesheniyah [Automation of the process of disinfection of air and lighting in agricultural], Selskohozyajstvennye mashiny i tehnologii [Agricultural machinery and technologies], 2017. No. 5. pp. 43-48.
20. Goroshkova T., Kotin A. I. Opredelenie osveshennosti i intensivnosti shuma zhivotnovodcheskih pome-shenij [Determination of illumination and noise intensity of livestock premises], III Vserossijskaya nauchno-prakticheskaya konferenciya. Materialy i doklady [III All-Russian scientific-practical conference. Materials and reports], Knyaginino. 2018. pp. 249-251.
Submitted 19.04.2018; revised 21.05.2018.
About the authors: Igor' M. Dovlatov, the graduate student, the junior researcher
Address: Federal agricultural research centre VIM, 109428, Russia, Moscow, 1st Institutskiy Driveway, 5 E-mail: [email protected] Spin-code: 9533-9629
Leonid Y. Yuferev, Dr. Sci. (Engineering), the chief researcher
Address: Federal agricultural research centre VIM, 109428, Russia, Moscow, 1st Institutskiy Driveway, 5 E-mail: [email protected] Spin-code: 9586-6852
Vladimir V. Kirsanov, Dr. Sci. (Engineering), the head of laboratory, the chief researcher
Address: Federal agricultural research centre VIM, 109428, Russia, Moscow, 1st Institutskiy Driveway, 5
E-mail: [email protected]
Spin-code: 3983-5253
Dmitry Y. Palvin, the junior researcher
Address: Federal agricultural research centre VIM, 109428, Russia, Moscow, 1st Institutskiy Driveway, 5 E-mail: [email protected] Spin-code: 7671-5380
Vladimir Y. Matveev, Ph. D. (Engineering), the associate professor of the chair «Technical service» Address: Nizhny Novgorod state engineering-economic university, 606340, Russia, Knyaginino, Oktyabrskaya Str., 22a E-mail: [email protected] Spin-code: 6756-1176
Contribution of the authors: Igor' M. Dovlatov, writing of the draft. Leonid Y. Yuferev, research supervision. Vladimir V. Kirsanov, managed the research project
Dmitry Y. Palvin, solved organizational and technical questions for the preparation of the text. Vladimir Y. Matveev, made the layout and the formatting of the article.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.01 УДК 631
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СКОРОСТЬ И ОБЪЕМ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЛАГИ ПОЧВОЙ
© 2018
Виктор Васильевич Алексеев, д.т.н., доцент, профессор кафедры «Информационные технологии и математика» Чебоксарский кооперативный институт РУК, г. Чебоксары (Россия) Иван Иванович Максимов, д.т.н., профессор, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы» Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, г. Чебоксары (Россия) Петр Владимирович Мишин, д.т.н., профессор, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы» Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, г. Чебоксары (Россия)
Аннотация
Введение: картирование значений коэффициента фильтрации на различных глубинах одного и того же участка поля позволяет получить наглядную и полную информацию о скорости и объемах возможного поглощения влаги почвой при естественном и искусственном орошении. При этом реализуется возможность выбора определенных режимов функционирования почвообрабатывающих агрегатов, с целью выбора экономически наиболее оправданных.
Материалы и методы: для повышения надежности получаемых данных в условиях сильной пространственной вариации почвенных свойств каждый образец почвы используется во всем цикле определения гидрофизических характеристик. Полученный образец почвы всегда содержит некоторое количество адсорбированной влаги. Поэтому измерения влажности почвы используются в процессе экспериментального определения удельной поверхности границы раздела твердая фаза-газ.
Результаты: полученные карты позволяют оценить не только потенциальный объем воды, который может быть поглощен при поливе. Распределение коэффициента фильтрации для интервалов глубин от 15 до 20 и от 20 до 25 см дает количественную оценку того, как и насколько меняются области с переуплотненным состоянием, а следовательно, об объемах возможного поглощения влаги почвой.
Обсуждение: если до обработки они характеризовались неудовлетворительным, с точки зрения влагопровод-ности, состоянием почв, требующим разуплотнения, то после обработки на данных глубинах уплотненного слоя почвы не обнаружено. Анализ карт коэффициента фильтрации для различных глубин позволяет сделать некоторые выводы об уже имеющемся или только появляющемся в результате прохождения техники уплотнении - «плужной подошве»; об областях с наибольшим уплотнением, проникающим до 30-40 см и наиболее сильно подверженных эрозии. Разработанная методика позволяет существенно сократить время измерений. Заключение: построение карт в изолиниях значений коэффициента фильтрации позволяет получить количественную, легко обозримую в целом информацию, которая была использована для экономически оправданного планирования агротехнических мероприятий.
Ключевые слова: картирование, коэффициент фильтрации, механическая обработка, плужная подошва, почва, уплотнение.
Для цитирования: Алексеев В. В., Максимов И. И., Мишин П. В. Изучение влияния механического воздействия на скорость и объем поглощения влаги почвой // Вестник НГИЭИ. 2018. № 7 (86). С. 18-28.
