CC BY
16
факторов, определяющих степень ее крошения различными орудиями, однако необходимо учитывать также влажность пахотного слоя, скорость движения агрегата, наличие предшественника и другие показатели.
Таблица 3 - Степень крошения почвы в зависимости _от ее твердости, %_
Твердость почвы, кг/см2 Марка орудия
Плуг ПЛН-5-35 (культ.) Плуг ПЛН-4-35(винт.) Стойки СибИМЭ Чизель ПЧ-4,5 Плоскорез ПГ-3-100 Стойки «Пара- плау»
27,7 50,6 54,5 53,5 48,9 52,3 52,6
18,5 61,2 62,1 57,5 58,7 60,9 54,1
14,8 70,1 71,6 58,7 64,0 66,9 61,0
12,6 71,4 72,5 69,1 74,8 77,1 71,9
Заключение. Представленные данные позволяют судить о дифференциации таких процессов, как крошение и перемешивание, в зависимости от применяемых орудий на черноземных почвах в сравнимых условиях.
Литература
1. Кузыченко Ю.А. Оптимизация выбора орудий для основной обработки почвы //Земледелие. 2010. № 2. С. 28-31.
2. Кузыченко Ю.А. Агрофизические показатели подпахотного слоя как критерии оценки допустимой машинной нагрузки на почву //Аграрный вестник Урала. 2011. № 6. С. 37-38.
3. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.Н. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агро-промиздат, 1986. 416 с.
Кузыченко Юрий Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», 356241, Российская Федерация, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, тел. 89097677313, E-mail:[email protected]
Кобозев Анатолий Кузьмич, кандидат технических наук, профессор кафедры «Машины и технологии в АПК» ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ, 355017, Российская Федерация, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12, тел. 89283280684, E-mail: [email protected]
Kuzychenko Yuriy Alekseevich, Doctor of Agricultural Sciences, Chief Researcher of the ESBSI "North Caucasus FARC", 356241, Russian Federation, Stavropol Territory, Mikhailovsk, Ni-konov st., 49, tel. 89097677313, E-mail: [email protected]
Kobozev Anatoly Kuzmich, Candidate of Technical Sciences, Professor of the Department "Machines and Technologies in the Agroindustrial Complex" FSBEI HE Stavropol State Agrarian University, 355017, Russian Federation, Stavropol, Zootechnichesky, 12, tel. 89283280684, E-mail: [email protected]
D0I:10.25930/0372-3054-2018-1-11-36-41 УДК 631.5:631.581.2/.582
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ ОРУДИЯМИ В ПОЛЕВОМ ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА С ЗАНЯТЫМ ПАРОМ
А.К. Кобозев, Ю.А. Кузыченко
Анализ материалов иностранных и отечественных публикаций по обработке почвы показывает, что наибольшие затраты энергии отмечены при традиционной отвальной обработке, которые составляют в сумме 180-324 МДж/га. Отвально-лемешные орудия, применяемые для основной обработки почвы повсеместно, кроме зон ветровой эрозии, обладают рядом существенных агротехнических и технических недостатков и
практически исчерпали себя в аспекте повышения производительности и улучшения технологических качеств работы агрегатов. Поэтому необходимо проведение исследований по оценке энергетических показателей почвообрабатывающих орудий безотвального типа при основной обработке почвы в полевом звене севооборота с занятым паром с определением удельных энергозатрат и удельного расхода топлива агрегатами. Учитывая особенности конструкции винтового отвала, при обработке плугом отмечается максимальное тяговое усилие - 103,5 кН/м2, при наименьшем его значении при плоскорезной обработке (42,3 кН/м2) в связи с наибольшей шириной захвата орудия. Увеличение глубины обработки до 27 см привело к увеличению тягового сопротивления орудий: по отвальной обработке - на 8%, по безотвальным орудиям в среднем на 13,6%, а при увеличении глубины обработки до 35 см - на 10,9. При максимальном тяговом усилии (103,5 кН/м2) в процессе обработки почвы плугом с винтовыми отвалами установлены и наибольшие значения удельной мощности (0,53 кВт/м2) и удельного расхода топлива (54,6 мг/м2), при этом значения этих показателей по безотвальным обработкам составляют в среднем соответственно 0,37 кВт/м2 и 43,8 мг/м2, при этом наименьшие значения энергетических показателей отмечаются при обработке плоско-резом-глубокорыхлителем ПГ-3-100.
Ключевые слова: энергетические затраты, основная обработка почвы, полевой севооборот, занятый пар
ENERGY INDICATORS AT MAIN SOIL TREATMENT WITH IMPLEMENTS IN THE FIELD LINK OF CROP ROTATION WITH TILLED FIELD
A.K. Kobozev, Yu.A. Kuzychenko
Analysis of the materials of foreign and domestic publications on soil cultivation shows that the greatest energy expenditure was recorded in the traditional moldboard treatment which is in the amount of 180-324 mJ/hectare. The moldboard-and-schare implements used for basic tillage everywhere, except wind erosion zones, have a number of significant agro-technical and technical shortcomings and have practically exhausted themselves in the aspect of increasing the productivity and improving the technological qualities of the units operation. Therefore, it is necessary to conduct studies on the evaluation of energy parameters for soil-cultivating implements of the non-moldboard type at the main soil cultivation in the field link of the crop rotation with tilled field, with determination of specific energy consumption and specific fuel consumption by aggregates. Taking into account the design features of the screw moldboard, the maximum tractive force of 103,5 kN/m2 is observed by treatment with the plow at the smallest value for blade cultivation (42,3 kN/m2) due to the maximum operating width of the implement. Increasing the depth of treatment to 27 cm led to an increase in the traction resistance of the implements: 8% for moldboard treatment on the average 13,6% for non-moldboard implements, and 10.9% for treatment depths up to 35 cm. At the maximum tractive effort (103,5 kN/m2) during the cultivation of the soil by a plow with screw mold-board, the highest values of specific power (0,53 kW/m2) and specific fuel consumption (54,6 mg /m2) were established, while the value of these indices for non-moldboard treatment is on the average of 0,37 kW/m2 and 43,8 mg/m2, respectively, while the lowest values of energy indicators are noted when working with blade-cultivator deep-ripper PG-3-100.
Key words: energy expenditure, basic soil cultivation, field crop rotation, tilled field
Введение. При возделывании сельскохозяйственных культур значительная часть энергозатрат приходится на обработку почвы. Важнейшие энергетические показатели: удельное тяговое сопротивление агрегатов и расход топлива при обработке - характе-
ризуют почвообрабатывающие орудия. Отвально-лемешные орудия, применяемые для основной обработки почвы повсеместно, кроме зон ветровой эрозии, обладают рядом существенных агротехнических и технических недостатков и практически исчерпали себя в аспекте повышения производительности и улучшения качества работы [1, 2]. В последние годы ведутся активные исследования по изучению различных безотвальных технологий обработки почвы с применением высокопроизводительных комбинированных агрегатов, работающих по новому принципу. Основными орудиями являются применяемые чизельные плуги, плуги с наклонными стойками типа «Параплау», фрезерные орудия и комбинированные агрегаты, конструкция рабочих органов которых позволяет изменить характер воздействия на почву и совместить выполнение ряда операций.
Анализ материалов иностранных публикаций по обработке почвы показывает, что наибольшие затраты энергии отмечены при традиционной отвальной обработке, которые составляют в сумме 180-324 мДж/га. Показатели работы различных орудий следующие: при вспашке затраты энергии составляют 40,5 кВтч/га, для безотвальных орудий (чизель, плоскорез) в пределах 6,6-7,7 кВтч/га, а по удельному тяговому сопротивлению: для плуга - 14,6 кН/м, для плоскореза и чизеля в пределах 2,3-2,8 кН/м. Чи-зельный плуг в сравнении с отвальным обеспечивает снижение основных энергетических показателей на 23-26%, однако в общей технологии возделывания чизельная обработка не имеет значительных технико-экономических преимуществ.
Выбор технологии обработки почвы связан с определенными почвенно-климатическими условиями, поэтому необходима агротехническая оценка новых перспективных орудий основной обработки почвы [3]. Сравнительные испытания плуга и различных типов культиваторов-плоскорезов, проведенные на суглинистых черноземах, свидетельствуют о том, что плоскорезные орудия наряду с меньшим удельным тяговым сопротивлением имеют и наименьший расход топлива по сравнению с плугом. Однако плоскорезные орудия не обеспечивают требуемой равномерности по глубине обработки, дают повышенную глыбистость пашни, неравномерно крошат пласт по ширине захвата. Это привело к созданию рыхляще-подрезающей лапы конструкции СибИМЭ. Результаты энергетической оценки плуга со стойками СибИМЭ в сравнении с отвальным плугом и плоскорезом показывают, что удельное тяговое сопротивление рыхлительных стоек СибИМЭ имеет наименьшее значение, затраты энергии на 1 м2 поверхности разделов образующихся комков составляют: для СибИМЭ - 0,52 кВт; КПГ-2,2-0,58 кВт, а для отвальных корпусов - 0,56 кВт [4].
Чизельный плуг ПЧ-4,5 предназначен для основной обработки почвы на глубину до 30 см, а также рыхления подпахотного слоя на вспаханных полях на глубину до 40 см. Исследования по агротехнической и энергетической оценке чизельного и отвального плугов, проведенные на средне - и тяжелосуглинистых черноземах на полях Северо-Кавказского филиала ВИМ и КубНИИТиМ, показали, что, при сохранении стерни до 60%, чизельный плуг по таким агротехническим показателям, как глыби-стость и степень крошения почвы, уступает отвальным орудиями. Однако отмечается снижение удельного сопротивления и удельного расхода топлива при обработке чи-зельным плугом в сравнении с отвальным. Существенно улучшить работу чизельных орудий позволяет использование рабочих органов с наклонными стойками типа «Па-раплау», которые имеют наклон в поперечно-вертикальной плоскости вместо обычных вертикальных или «наклоном вперед».
Целью исследований является энергетическая оценка приемов основной обработки почвы в полевом звене севооборота с занятым паром с использованием основных типов безотвальных орудий с различной конструкцией рабочих органов.
Материал и методы исследований. На опытном поле ФГБНУ «Северо-
Кавказский ФНАЦ» проводились сравнительные тяговые испытания серийных и новых почвообрабатывающих машин (табл. 1).
Таблица 1 - Удельное тяговое сопротивление орудий в зависимости _от глубины обработки, кН/м_
Глубина обработки, см Орудия основной обработки
Плуг ПЛН-5- 35 Плуг ПЛН-4-35 с винтовыми отвалами Плуг со стойками СибИМЭ Чизельный плуг ПЧ-4,5 Плоскорез ПГ-3-100 Плуг со стойками «Пара-плау»
23-25 63,7 103,5 66,0 48,1 42,3 52,2
25-27 69,1 - 68,5 64,0 - 59,6
35 - - - 60,2 - 53,2
Тип почвы - чернозем среднесуглинистый; абсолютная влажность почвы в пахотном горизонте 14%; средняя твердость почвы 3,5 мПа. Испытывались следующие орудия: плуг ПЛН-5-35; плуг ПЛН-4-35 с винтовыми отвалами; плуг со стойками Си-бИМЭ; чизельный плуг ПЧ-4,5; плоскорез-глубокорыхлитель ПГ-3-100; плуг ПЛН-4-35 с наклонной стойкой типа «Параплау».
Динамометрирование почвообрабатывающих орудий проводилось согласно ОСТ 70.4.1.-80 [4] с помощью тензотрактора Т-150К, оборудованного датчиками и информационно-измерительной аппаратурой ЭМА-ПМ (табл. 1).
Результаты исследования и их обсуждение. Учитывая особенности конструкции винтового отвала, при обработке плугом отмечается максимальное тяговое усилие - 103,5 кН/м2, при наименьшем его значении при плоскорезной обработке (42,3 кН/м2) в связи с наибольшей шириной захвата орудия. Увеличение глубины обработки до 27 см привело к увеличению тягового сопротивления орудий: по отвальной обработке - на 8%, по безотвальным орудиям в среднем на 13,6%, а при увеличении глубины обработки до 35 см - на 10,9%.
Основное различие в энергоемкости сравниваемых орудий заключается в количестве энергии, затрачиваемой на сам процесс крошения и перемешивания пласта. В качестве общего показателя энергоемкости для орудий пассивного типа выступают удельные показатели тяговой мощности и расхода топлива при обработке на единицу площади крошения пласта почвы. Расчеты выполнены по методике Н.Н. Нагорного [5] при глубине обработки 23-25 см (табл. 2).
Таблица 2 - Таблица удельных энергетических показателей _при обработке почвы орудиями_
Показатели Орудия основной обработки
Плуг ПЛН-5- 35 Плуг ПЛН-4-35 с винтовыми отвалами Плуг со стойками СибИМЭ Чизель-ный плуг ПЧ-4,5 Плоскорез ПГ-3-100 Плуг со стойками «Парап- лау»
Удельная мощность, кВт/м2 0,36 0,53 0,4 0,32 0,25 0,34
Удельный расход топлива, мг/м2 40,1 54,6 49,2 40,4 30,5 44,5
При максимальном тяговом усилии (103,5 кН/м2) в процессе обработки почвы плугом с винтовыми отвалами установлены и наибольшие значения удельной мощности (0,53 кВт/м2) и удельного расхода топлива (54,6 мг/м2), при этом значения этих показателей по безотвальным обработкам составляют в среднем соответственно 0,37 кВт/м2 и 43,8 мг/м2, при этом наименьшие значениях энергетических показателей от-
мечаются при обработке плоскорезом-глубокорыхлителем ПГ-3-100.
Заключение. Наименьшие значения энергетических показателей: удельная мощность - 0,25 кВт/м2 и удельный расход топлива - 30,5 мг/м2 - установлены при обработке плоскорезом-глубокорыхлителем ПГ-3-100.
Литература
1. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В. Оптимизация систем основной обработки почвы в полевых севооборотах на различных типах почв Центрального и Восточного Предкавказья: монография. Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2012. 168 с.
2. Кобозев А.К. Исследование эксплуатационных показателей тракторов Т-150 (К) на пахоте: автореф.дисс. ...канд. тех. наук. Ставрополь, 1978. 18 с.
3. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В., Кобозев А.К. Обобщённая оценка дифференциации систем основной обработки почвы под культуры севооборота //Достижения науки и техники АПК. 2017. Т.31. № 8. С. 28 - 30.
4. ОСТ 70.4.1.-80. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Программа и методы испытаний.
5. Нагорный Н.Н., Белоткач М.П. Энергетическая оценка почвообрабатывающих орудий //Тракторы и сельхозмашины. 1980. № 7. С. 12-13.
Кобозев Анатолий Кузьмич, кандидат технических наук, профессор кафедры «Машины и технологии в АПК» ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ, 355017, Российская Федерация, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12, тел. 89283280684, E-mail: [email protected]
Кузыченко Юрий Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», 356241, Российская Федерация, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, тел. 89097677313, E-mail:[email protected]
Kobozev Anatoly Kuzmich, Candidate of Technical Sciences, Professor of the Department "Machines and Technologies in the Agroindustrial Complex" FSBEI HE Stavropol State Agrarian University, 355017, Russian Federation, Stavropol, Zootechnichesky, 12, tel. 89283280684, E-mail: [email protected]
Kuzychenko Yuriy Alekseevich, Doctor of Agricultural Sciences, Chief Researcher of the FSBSI "North Caucasus FARC", 356241, Russian Federation, Stavropol Territory, Mikhailovsk, Ni-konov st, 49, tel. 89097677313, E-mail: [email protected]
D0I:10.25930/0372-3054-2018-1-11-41-500 УДК 631.445.4|.46:631.5633.112,,324"
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПРИ РАЗНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Е.А. Менькина, А.А. Воропаева
Изучали влияние технологии прямого посева без обработки почвы (No-till) и общепринятую технологию для данной зоны края, эффект разных доз минеральных удобрений и различных предшественников на агрохимические показатели, реакцию почвенной среды и микробиологическую активность почвы. Установлено, что азотные удобрения оказывают положительное влияние на накопление нитратного азота в почве. Внесение аммиачной селитры N52 после предшественника кукуруза увеличивает содержание N03 на No-till в 8 раз, на традиционной обработке - в 6 раз. Содержание нитратного азота в почве на всех вариантах с традиционной технологией выше, чем на делянках с технологией без обработки почвы. По предшественнику горох показатель N03 в почве выше на 35%, чем по предшественнику кукуруза, кроме варианта с внесением N52, здесь проявил себя предшественник кукуруза (24,2 мг/кг по технологии No-
