ИССЛЕДОВАНИЕ ДАЛЬНОМЕРОВ СКАНИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА В АГРЕГАТЕ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 631.171:631.243.242

ИССЛЕДОВАНИЕ ДАЛЬНОМЕРОВ СКАНИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА В АГРЕГАТЕ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ

БЫШОВ Николай Владимирович, д-р техн. наук, профессор, ректор ФГБОУ ВО РГАТУ, university@ rgatu.ru,

БОГДАНЧИКОВ Илья Юрьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка,СМУ62.гда^@таИ.т,

БАЧУРИН Алексей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, декан инженерного факультета, [email protected],

ДРОЖЖИН Константин Николаевич, канд. с.-х. наук, доцент, доцент кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка,[email protected]

МИХЕЕВ Александр Николаевич, студент магистратуры, [email protected],.

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

Для решения проблем с эффективным использованием незерновой части урожая авторами предложен агрегат для её утилизации в качестве удобрения. Данная машина включает в себя: комплекс для подготовки к использованию незерновой части урожая; модуль для дифференцированного внесения рабочего раствора, который состоит из сканирующего устройства аналитического блока и исполнительного механизма; комплекс для заделки готового удобрения в почву. Целью исследования было определение наиболее эффективных дальномеров для использования их в конструкции сканирующего устройства агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения. Сканирующее устройство предназначено для определения профиля валка и представляет собой раму с установленными на ней тремя дальномерами, которые могут быть лазерными, инфракрасными или ультразвуковыми. Проведённые теоретические и лабораторные исследования позволили определить диапазоны рабочих скоростей и высоту расположения сканирующего устройства над поверхностью поля в предлагаемой машине. Изучены характеристики лазерных, инфракрасных и ультразвуковых дальномеров, получены эмпирические зависимости, которые описывают их работу. В ходе проведённых исследований установлено, что наибольшую точность показали лазерные и ультразвуковые дальномеры. Их применение в сканирующем устройстве возможно при рабочих скоростях МТА не более 2,78 м/с (10 км/ч), что соответствует диапазону рабочих скоростей предлагаемой машины. Использование инфракрасных дальномеров в конструкции сканирующего устройства возможно при высоте расположения от 0,65 до 0,9 м. над поверхность почвы; эти дальномеры отличаются большой погрешностью измерений. Для изготовления сканирующего устройства рекомендуются к использованию ультразвуковые дальномеры HC-SR04 со значением измерительного угла 30° благодаря низкой стоимости (не более 250 руб.) и достаточной точности.

Ключевые слова: незерновая часть урожая, валок, солома, утилизация, удобрение, сканирующее устройство, ультразвук, лазер.

Введение

На кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка Рязанского государственного агротехно-логического университета имени П.А. Костычевы был разработан агрегат для утилизации незерновой части урожая (АдУ НЧУ) в качестве удобрения [1], в соответствии с Государственной программой развития сельского хозяйства на 2013-2020 годы. Агрегат включает в себя (рис. 1):

- комплекс для подготовки к использованию незерновой части урожая;

- модуль для дифференцированного внесения рабочего раствора, который состоит из сканирующего устройства (рис. 2), аналитического блока и исполнительного механизма;

- комплекс для заделки готового удобрения в почву.

В данной статье рассмотрим работу сканиру-

ющего устройства, которое предназначено для определения профиля валка и представляет собой раму с установленными на ней тремя дальномерами, которые могут быть лазерными, инфракрасными или ультразвуковыми.

Целью данной статьи было определение наиболее эффективных дальномеров для использования их в конструкции сканирующего устройства в АдУ НЧУ в качестве удобрения.

Задачи исследований:

- проведение испытаний лазерных дальномеров;

- проведение испытаний инфракрасных дальномеров;

- проведение испытаний ультразвуковых дальномеров;

- сопоставление и анализ результатов.

© Бышов Н. В., Богданчиков И. Ю., Бачурин А. Н., Дрожжин К. Н., Михеев А. Н., 2018 г.

Комплекс для подготовки к использованию незерноВой части урожая

IМодуль для дифференцированного Внесения рабочего растВора

\Комплекс для заделки \готоВого удобрения В почВу

- рабочая скорость машинно-тракторного агрегата, м/с; Lизм - шаг измерения сканирующего блока, м; L1 - расстояние между сканирующим блоком и аналитическим блоком, м; L2 - расстояние между аналитическим блоком и исполняющим механизмом Рис. 1 - Схема расположения оборудования

требуемую норму внесения рабочего раствора.

Таким образом, время принятия решения исполнительным механизмом можно определить из выражения:

Ч-

^ И 5-И. ^ КЗ К %

1 - рама сканирующего устройства; 2 - дальномер; 3 - валок НЧУ; Вв - ширина валка, м; Н1, Н2 - расстояние от дальномера до почвы по краю валка, м; Нц - расстояние от дальномера до центральной части валка, м.

Рис. 2 - Сканирующее устройство

Теоретические исследования

Рассмотрим работу агрегата для утилизации незерновой части урожая (АдУ нЧу) в качестве удобрения в составе машинно-тракторного агрегата (МТА) (рис. 1) [2].

Пусть МТА движется со скоростью V сканирующий блок производит сбор информации с шагом Ьизм., (т.е. это расстояние между измерениями), информация по проводам передаётся в аналитический блок со скоростью близкой к скорости света (=3-108 м/с) [3, 4] на расстояние И. В аналитическом блоке, по заданному алгоритму [5, 6], осуществляется расчёт требуемой нормы внесения рабочего раствора и подаётся необходимый сигнал к исполнительному механизму для регулировки нормы внесения (сигнал подаётся по проводам с той же скоростью на расстояние Ь2, однако для регулирования используются механические элементы, характеризующиеся более медленными скоростями). Исполнительному механизму требуется некоторое время t для того, чтобы установить

где - время принятия решения исполнительным! ' механизмом, с;

Ьизм - шаг измерения сканирующего блока (расстояние между двумя измерениями), м;

Ц - расстояние между сканирующим блоком и аналитическим блоком, м;

Ц - расстояние между аналитическим блоком и исполняющим механизмом;

Ькон - конструктивное расстояние между оборудованием, Ькон= Ц+ Ц, м (также обуславливает расположение сканирующего блока впереди трактора, а не впереди сельскохозяйственной машины);

- рабочая скорость машинно-тракторного агрегата, м/с.

Анализируя выражение (1), видим, что на время принятия исполнительным механизмом решения влияют скорость, с которой движется МТА и шаг измерения. Конструктивное расстояние между оборудованием является величиной постоянной и зависит от компоновки МТА.

Принцип работы любого дальномера заключается в измерении времени отклика сигнала (т.е. времени от момента излучения сигнала до момента его считывания принимающим датчиком -«приёмником»). При движении мТа по валку со скоростью Ур (рисунки 1, 2, 3), сканирующий блок (для примера, оборудованный ультразвуковыми дальномерами) излучает звуковой сигнал с частотой 40 кГц. Отражённый сигнал проходит расстояние 2Н со скоростью 340,29 м/с [7] за некоторое время ^ однако за это же время рама сканирующего устройства перемещается на расстояние что накладывает ограничение на рабочую скорость МТА для обеспечения работы сканирующего устройства.

1 - агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения; 2 - ультразвуковой дальномер HC-SR04; 3 - образование валка незерновой части урожая зерноуборочным комбайном; Vp - рабочая скорость машинно-тракторного агрегата, м/с; м; Н - высота расположения сканирующего устройства, м; а - измерительный угол ультразвукового дальномера, Sp - пройденный машинно-тракторным агрегатом

путь за время 1 м

Рис. 3 - Схема работы сканирующего устройства оборудованного ультразвуковыми дальномерами

На рисунке 4 представлена графическая зависимость 1пр = Ц,зм) для МТЗ-82+АдУ НЧУ (выполненного' на базе измельчителя-мульчировщика Kvemeland fx 230), Lкон=4,5 м. Скорость на графике указана в м/с, варьировалась в диапазоне от 0,28-2,76 (1-10 км/ч).

вания показали также, что наименьшая скорость отражённых сигналов будет у ультразвуковых дальномеров, поэтому на компьютере была смоделирована наихудшая ситуация (рис. 5) и показано, что максимальное смещение сканирующего устройства за время 1 (имеется ввиду время, за которое звуковой сигнал дальномера проходит расстояние 2Н) не превышает 0,02 м (2 см).

Рис. 4 - Зависимость ^ Lизм)

В зависимости от используемого оборудования в качестве исполнительного механизма можно обеспечить его сочетание с цифровыми элементами за счёт варьирования рабочих скоростей МТА и шага измерения [8-11]. Теоретические исследо-

Рис. 5 - График зависимости Sp=f(Vp; Н) для ультразвуковых дальномеров

Методика исследований

В лабораторных условиях на столе создавали искусственный валок соломы шириной 0,6 м, и длиной 1м и при помощи дальномеров опреде-

ляли расстояние до объекта (высота измерения варьировалась от 0 до 1,2 метров): по ширине с шагом 0,1 м, по длине с шагом измерения 0,2 м. Полученные значения сравнивались с показателями, полученными контрольной линейкой. Конструктивно сканирующее устройство будет располагаться на высоте 1-1,2 метра от поверхности поля.

Для инфракрасных дальномеров дополнительно производили измерение выходного напряжения датчика в зависимости от расстояния до измеряемого объекта с целью определения наиболее благоприятных условий для работы [7, 12, 13]. Использовали инфракрасный дальномер Sharp GP2Y0A02YK0F.

Для ультразвуковых дальномеров определяли пятна максимального диаметра в момент отражения от объекта (валка НЧУ), что представляется как наихудшее условие. Полученные значения сравнивались со смещением сканирующего

Расстояние до объекта,м

Рис. 6 - Зависимость выходного напряжения инфракрасного дальномера Sharp GP2Y0A02YK0F от расстояния до объекта

устройства. Испытывались три датчика платформы Arduino, отличающиеся значением измерительного угла (датчик HS-15 (15°), HC-SR04 (30°), URM37 v3.2 (60°)).

Экспериментальная часть В ходе лабораторных исследований получили зависимость выходного напряжения от расстояния до объекта для инфракрасного дальномера Sharp GP2Y0A02YK0F (рис. 6) [13].

На рисунке 7 представлен график зависимости диаметра сканирующего пятна ультразвукового дальномера от высоты расположения (расстояния до объекта).

На рисунке 8 показаны результаты измерения профиля валка при помощи лазерного, инфракрасного и ультразвукового дальномеров, контроль измерялся линейкой, при высоте расположения сканирующего устройства 1 м (здесь более наглядно видны расхождения полученных данных).

пятна от высоты расположения (расстояния до объекта)

Рис. 8 - Результаты измерения профиля валка при помощи лазерного, инфракрасного и ультразвукового дальномеров, контроль измерялся линейкой (валок искусственный), высота расположения

сканирующего устройства 1 м.

Результаты и выводы

Таким образом, наилучшую точность показали лазерные и ультразвуковые дальномеры. Их применение в сканирующем устройстве возможно при рабочих скоростях МТА не более 2,78 м/с (10 км/ч), что соответствует диапазону рабочих скоростей предлагаемой машины.

Использование инфракрасных дальномеров в конструкции сканирующего устройства возможно при высоте расположения от 0,65 до 0,9 м. над поверхностью почвы; они отличаются большой погрешностью измерений. Также была выявлена «слепая» зона в диапазоне от 0 до 0,2 м, что отмечалось в работе [7] в исследованиях с отражающей поверхностью в виде белого и серого листа бумаги.

Для изготовления сканирующего устройства рекомендуются к использованию ультразвуковые дальномеры HC-SR04 со значением измерительного угла 30° благодаря низкой стоимости (не более 250 руб.) и достаточной точности.

Список литературы

1. Пат. 179 685 Российская Федерация, СПК A01F 29/00 (2006.01); A01D 34/43 (2006.01). Агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / Богданчиков И.Ю., Иванов Д.В., Бышов Н.В., Бачурин А.Н., Качармин

A.А. заявитель и патентообладатель Богданчиков И.Ю. - № 2017140290/13 (070001) ; заявл. 20.11.17 ; опубл. 22.05.18, Бюл. №15. - 2 с.

2. К вопросу о требованиях, предъявляемых к механизму регулирования нормы внесения рабочего раствора в устройстве для утилизации незерновой части урожая [Текст] / И. Ю. Богданчиков, Н.

B. Бышов, А. Н. Бачурин [и др.] // Инновационное научно-образовательное обеспечение агропромышленного комплекса 25 апреля 2018 года : материалы 69-й междунар. науч. практ. конф. Часть 2. - Рязань : ФГБОУ ВО РГАТУ, 2018. - С. 24-27.

3. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Т. III. Электричество [Текст]. - 4-е изд. - М. : ФИЗМАТ-ЛИТ, 2004. - 656 с.

4. Каргин, В. А. Автоматизированная система информационной поддержки принятия решений по контролю в реальном времени состояния ракетно-космической техники [Текст] / В. В. Каргин, О. В. Майданович, М. Ю. Охтилев // Приборостроение. - 2010. - Т. 53. - № 11. - С. 20-23.

5. Богданчиков, И. Ю. Результаты исследований по вопросам дифференцированного внесения рабочего раствора в устройстве для утилизации незерновой части урожая [Текст] / И. Ю. Богданчиков, Н. В. Бышов, А. Н. Бачурин // Вестник Рязанского государственного агротехнологического

университета имени П.А. Костычева. - 2016. - № 4. - С. 73-79.

6. Богданчиков, И. Ю. К вопросу о возможности определения массы соломы по профилю валка [Текст] / И.Ю. Богданчиков // Аграрная наука в инновационном развитии АПК : материалы междунар. молодежного аграрного форума : сб. науч. статей. - Мичуринск : Мичуринский ГАУ, 2018. - С. 38-42.

7. Петин, В. А. Проекты с использованием контроллера А^шпо [Текст] / В. А. Петин. - СПб. : БХВ-Петербург, 2014. — 400 с.

8. Федоренко, В. Ф. Интеллектуальные системы в сельском хозяйстве [Текст] : научн. аналит. обзор / В. Ф. Федоренко, В. Я. Гольтяпин, Л. М. Колчина.

- М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2017. - 156 с.

9. Акимов, В. В. Инновационная система контроля технологического процесса подачи зернового вороха [Текст] / В. В. Акимов, Р. В. Безносюк, В. В. Фокин // Аграрная наука как основа продовольственной безопасности региона : сборник материалов 66 международной научно-практической конференции. - Рязань : ФГБОУ ВО РГАТУ, 2015.

- С. 15-18.

10. Гусев, А. С. Система контроля зерноуборочного комбайна [Текст] / А. С. Гусев, Р. В. Безносюк, В. В. Фокин // Студенческая наука: современные технологии и инновации в АПК : материалы студенческой научно-практической конференции. -Рязань, 2015. - С. 10-12.

11. Костенко, М. Ю. Теоретические исследования эффективности функционирования контроля технологического процесса зерноуборочного комбайна [Текст] / М. Ю. Костенко, Г. К. Рембалович, Р. В. Безносюк, В. В. Фокин // Инновационные подходы к развитию агропромышленного комплекса региона : Сборник 67-ая международная научно-практическая конференция. - Рязань : ФГБОУ ВО РГАТУ, 2016. - Вып. 1. - С. 13-17.

12. Дементьев, В. Е. Алгоритмы оценивания координат летательных аппаратов с помощью пространственных дальномеров [Текст] / В. Е. Дементьев, Х. А. Абдулкадим // Автоматизация процессов управления. - 2017. - № 1(47). - С. 53-57.

13. Богданчиков, И. Ю. К вопросу использования инфракрасных дальномеров для сканирования профиля валка соломы [Текст] / И. Ю. Богданчиков // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе : материалы междунар. науч.-практ. конф. 6-7 июня 2018 года. научн. тр. - Часть 2. - Воронеж : ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», 2018. - С. 22-27.

RESEARCH OF RANGE FINDERS OF THE SCANNER IN THE AGGREGATE FOR UTILIZATION OF NOT GRAIN PART OF THE HARVEST AS FERTILIZER

Byshov Nikolay V. Dr. Tech. sciences, professor, rector FGBOU VO RGATU,

Bogdanchikov Ilya Yu. of Cand.Tech.Sci., associate professor of operation of the machine and tractor park, [email protected],

Bachurin Alexey N. of Cand.Tech.Sci., associate professor, dean of engineering faculty,

Drozhzhin Konstantin N. edging. agricultural sciences, associate professor, associate professor of operation of the machine and tractor park,

Mikheyev Alexander N., student of a magistracy.

Ryazan state agrotechnological university of P.A. Kostychev

For the problem resolution with effective use of not grain part of a harvest, authors offered the aggregate for its utilization as fertilizer. This machine includes: a complex for preparation for use of not grain part of a harvest; the module for the differentiated introduction of working solution which consists of the scanner of the analytical block and the executive mechanism; a complex for seal of ready fertilizer to the soil. A research purpose was, determination of the most effective range finders for their use in an aggregate scanner design for utilization of not grain part of a harvest as fertilizer. The scanner is intended for determination of a profile of a roll and represents a frame with three range finders established on it which can be laser, infrared or ultrasonic. The conducted theoretical and laboratory researches allowed to determine the ranges of working speeds and height of an arrangement of the scanner over the surface of the field in the offered machine. Characteristics of laser, infrared and ultrasonic range finders are studied, empirical dependences which opisyvayut their work are received. During the conducted researches it is established that the best accuracy was shown by laser and ultrasonic range finders. Their application in the scanner is possible at working speeds of MTA no more than 2,78 m/s (10 km/h) that corresponds to the range of working speeds of the offered machine. Use of infrared range finders in a design of the scanner is possible with a height of arrangement from 0,65 to 0,9 m over the surface of the soil, differ in a big error of measurements. For production of the scanner ultrasonic range finders of HC-SR04 with value of a measuring corner 30 ° are recommended for use (in a type of low cost (no more than 250 rub) and sufficient accuracy).

Key words: not grain part of a harvest, roll, straw, utilization, fertilizer, scanner, ultrasound, laser.

Literatura

1. Pat. 179 685 Rossijskaya Federaciya, SPK A01F 29/00 (2006.01); A01D 34/43 (2006.01). Agregat dlya utilizaciinezernovojchastiurozhaya vkachestve udobreniya[Tekst]/BogdanchikovI.YU., IvanovD.V., Byshov N.V., Bachurin A.N., Kacharmin A.A. zayavitel' i patentoobladatel' Bogdanchikov I.YU. - № 2017140290/13 (070001) ; zayavl. 20.11.17; opubl. 22.05.18, Byul. №15. - 2 s.

2. K voprosu o trebovaniyah, pred"yavlyaemyh k mekhanizmu regulirovaniya normy vneseniya rabochego rastvora v ustrojstve dlya utilizacii nezernovoj chasti urozhaya [Tekst] / I.YU. Bogdanchikov, N.V. Byshov, A.N. Bachurin [i dr.] // Materialy 69-j mezhdunar. nauchn. prakt. konf. «Innovacionnoe nauchno-obrazovatel'noe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa» 25 aprelya 2018 goda: Sb. nauchn. tr. CHast' 2. - Ryazan': FGBOU VO RGATU, 2018. - S. 24-27.

3. Sivuhin, D.V. Obshchij kurs fiziki. T. III. EHlektrichestvo. 4-e izd. -M.: FIZMATLIT, 2004. -656 s.

4. Kargin, V.A. Avtomatizirovannaya sistema informacionnoj podderzhki prinyatiya reshenij po kontrolyu v real'nom vremeni sostoyaniya raketno-kosmicheskoj tekhniki [Tekst ] / V.V. Kargin, O.V. Majdanovich, M.YU. Ohtilev // Priborostroenie. - 2010. - T. 53. - № 11. - S. 20-23.

5. Bogdanchikov, I.YU. Rezul'taty issledovanij po voprosam differencirovannogo vneseniya rabochego rastvora v ustrojstve dlya utilizacii nezernovoj chasti urozhaya [Tekst] / I.YU. Bogdanchikov, N.V. Byshov, A.N. Bachurin // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. - 2016. - №4. - S. 73-79.

6. Bogdanchikov, I.YU. K voprosu o vozmozhnosti opredeleniya massy solomy po profilyu valka [Tekst]/ I.YU. Bogdanchikov//Agrarnaya nauka v innovacionnom razvitii APK: materialy mezhdunar. molodezhnogo agrarnogo foruma: Sb. nauchn. statej. - Michurinsk: Michurinskij GAU, 2018. - S. 38-42.

7. Petin, V.A. Proekty s ispol'zovaniem kontrollera Arduino. - SPb.: BHV-Peterburg, 2014. — 400 s.

8. Fedorenko V.F., Gol'tyapin V.YA., Kolchina L.M. Intellektual'nye sistemy v sel'skom hozyajstve: nauchn. analit. obzor. - M.: FGBNU «Rosinformagrotekh», 2017. - 156 s.

9. Akimov, V.V. Innovacionnaya sistema kontrolya tekhnologicheskogo processa podachi zernovogo voroha [Tekst] /V.V. Akimov, R.V. Beznosyuk, V.V. Fokin // Sbornik materialov 66 mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Agrarnaya nauka kak osnova prodovol'stvennoj bezopasnosti regiona» - Ryazan': FGBOU VO RGATU, 2015. - S. 15-18.

10. Gusev, A.S. Sistema kontrolya zernouborochnogo kombajna [Tekst] / A.S. Gusev, R.V. Beznosyuk, V.V. Fokin // Sbornik studencheskaya nauka: sovremennye tekhnologii i innovacii v APK. Materialy studencheskoj nauchno-prakticheskoj konferencii, 2015. - S. 10-12.

11. Kostenko, M.YU. Teoreticheskie issledovaniya ehffektivnosti funkcionirovaniya kontrolya tekhnologicheskogo processa zernouborochnogo kombajna [Tekst] /M.YU. Kostenko, G.K. Rembalovich, R.V. Beznosyuk, V.V. Fokin // Sbornik 67-aya mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya "innovacionnye podhody k razvitiyu agropromyshlennogo kompleksa regiona"- Ryazan': FGBOU VO RGATU, 2016. - Vyp. 1. - S. 13-17.

12. Dement'ev, V.E. Algoritmy ocenivaniya koordinatletatel'nyh apparatovspomoshch'yuprostranstvennyh dal'nomerov [Tekst]/ V.E. Dement'ev, H.A. Abdulkadim //Avtomatizaciya processov upravleniya. - 2017. - № 1(47). - S. 53-57.

13. Bogdanchikov, I.YU. K voprosu ispol'zovaniya infrakrasnyh dal'nomerov dlya skanirovaniya profilya valka solomy [Tekst]/ I.YU. Bogdanchikov//Materialymezhdunar. nauchn. prakt. konf. «EHnergoehffektivnost' i ehnergosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obshchestve» 6-7 iyunya 2018 goda: Sb. nauchn. tr. CHast' 2. - Voronezh: FGBOU VO «Voronezhskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet imeni imperatora Petra I», 2018. - S. 22-27.

УДК 631.675.2:631.879.2

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕЛИОРАНТА НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ СЕМЯОЧИСТИТЕЛЬНОГО ЗАВОДА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ТОРФЯНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПОДПОЧВЕННОМ УВЛАЖНЕНИИ

ЕВСЕНКИН Константин Николаевич, канд. техн. наук, ст. научн.сотрудник ФГБНУ «ВНИИГиМ им А.Н. Костякова», Мещерский филиал

ЗАХАРОВА Ольга Алексеевна, д-р с.-х. наук, доцент кафедры агрономии и агротехнологий, ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева», [email protected]

Длительная и интенсивная эксплуатация мелиорируемых торфяных почв привела к деградации, изменению их водно-физических, агрохимических и биологических свойств, что ухудшило их продуктивность. Для сработанных торфяных почв характерна неустойчивость водного режима кор-необитаемого слоя. Цель исследований - обоснование использования мелиоранта на основе отходов семяочистительного завода для повышения продуктивности сработанных торфяных почв при подпочвенном увлажнении. Экспериментальная работа проводилась на мелиорируемом объекте «Тинки-11» ОПХ «Полково» Рязанской области. В опыте использовался органо-минеральный мелиорант, приготовленный на основе отходов семяочистительного завода - половы как основного компонента. Методика исследований общепринятая. Агротехника однолетних трав общепринятая для региона. Сработанная торфяная почва имела слабокислую рН в пределах 5,0-5,5. Сумма поглощенных оснований колеблется от 5,5 до 9,5 мг-экв. на 100 г почвы. По содержанию подвижных соединений фосфора и калия почва отнесена к слабообеспеченным. По гранулометрическому составу сработанная торфяная почва, которую можно назвать агроземом, относится к рыхло- и связно-песчаным. Урожайность вико-овсяной смеси в 2-2,5 раза выше контрольного варианта. Наблюдалось увеличение всех исследуемых показателей по вариантам опыта и их превышение зоотехнической нормы, что не свидетельствует о неблагоприятном влиянии мелиоранта и проведения шлюзования. Наиболее агрономически эффективным является вариант с внесением мелиоранта дозой 60 т/га при шлюзовании.

Ключевые слова: торфяная почва, мелиорант, шлюзование, агрохимические свойства, целлюло-зоразрушение, урожайность, качество продукции

Введение

В России 21%, или 369,1 млн га, составляют болотные и заболоченные земли, складывающиеся в природные комплексы. Одним из них является Мещерская низменность [2].

«Концепция развития гидромелиорации сельскохозяйственных земель России на 2010-2015 годы и на периоды до 2020 и 2025 годов» преследует цель обеспечения продовольственной безопасности за счет восстановления и развития мелиоративного комплекса АПК страны и обеспечения его эффективного и устойчивого развития. Перспектива развития сельско-

го хозяйства на современном этапе зависит от рационального использования торфяных запасов в качестве органических удобрений и дополнительных площадей сельскохозяйственных угодий [5, 6]. Торфяные почвы экологически неустойчивы после осушения: быстро разрушается органическое вещество, уменьшается (сработка) мощность торфяной залежи вплоть до полного её исчезновения [1]; происходит их эволюция в менее плодородные по продуктивности антропогенные минеральные земли [1, 3]. Им свойственно колебание водного режима корнеобитаемого слоя из-за достатка атмосферных осадков, промыв-

© Евсенкин К. Н., Захарова О. А., 2018 г.