CC BY
4LAB INVESTIGATIONS OF POTATO STORAGE AT JSC "PODSOSENKI" IN SHATSK DISTRICT OF
RYAZAN OBLAST
Koloshein Dmitry V., Aspirant, Faculty of Civil Engineering Structures Building and Mechanics, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, dkoloshein@mail.ru
We have presented main disadvantages of storing potatoes in bulks to which one can attribute the difficulty of placing tubers according to breeds (for example, using mobile stands), the inability to maintain different temperature and humidity conditions of storage for different purpose potato, the difficulty in preventing seed potato tubers germination while planting, especially in its final part. Floor fresh air conduits lead to increased labor intensity of dispatching for storage and unloading. The aim of the research has been increasing potatoes safety in a long period of storage in bulks in relation to the climatic conditions of Ryazan oblast. The task of the research has been developing advanced energy-saving technology for potatoes storage. To solve the task we have developed a research program including 2 stages. Stage 1 involves conducting a full factorial storage experiment, followed by an analysis of the data obtained with the use of fresh air conduit in the form of a frontal triangular prism with a cross section of an equilateral triangle. Stage 2 provides a comparison of the structure of the existing fresh air conduit in the form of arched semicircle and the developed one in the form of the frontal triangular prism. We have carried out experimental studies of the advanced technology of potatoes storage mentioned in the program at the potato storage house of LLC "Podsosenki". We have conducted the research while dispatching in section A of the potato storage house sized 4 x 18 m and having the bulk of 3.5 m high. We have used potato breed Luck. During the experiment we have considered physical-mechanical and biological properties of the potato breed and made some conclusions to correct the ventilation system of the storage house.
Key words: potato, potato storage, ventilation system, keeping quality, frontal triangular prism, potato storage technology, duct.
1. Dospekhov, B.A. Metodika polevogo opyta (sosnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy). - M, 1973. - 336 s.
2. Khranilishche sel'skokhozyaystvennoy produkcii. RF / Byshov, N.V., Borychev, S.N., Lipin, V.D., Koloshein, D.V., Savina, О.А. Patent№158787, 2015.
3. GOST 28372-93 «Kartofel' svezhiy prodovol'stvenny»
КУРДЮМОВ Владимир Иванович, д-р техн. наук, профессор, Заслуженный изобретатель РФ, заведующий кафедрой «Агротехнологии, машины и безопасность жизнедеятельности», vik@ugsha.ru
ЗЫКИН Евгений Сергеевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Агротехнологии, машины и безопасность жизнедеятельности», evg-zykin@yandex.ru
ДОЛГОВ Сергей Александрович, студент инженерного факультета, dolgowsergei.ru@mail.ru ЕРОШКИН Александр Владимирович, студент инженерного факультета, aleksandr.eroshkin@ mail.ru
Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина
Проанализированные традиционные способы предпосевной подготовки поля и гребневого возделывания пропашных культур позволили заключить, что гребни почвы при посеве формируют различными средствами механизации с активными и пассивными рабочими органами, в частности, плоскими дисками. Однако задача качественного формирования гребней почвы плоскими дисками решена недостаточно, поэтому необходимо обосновать оптимальные конструктивные и режимные параметры гребневой сеялки, оснащенной новыми рабочими органами. Разработана гребневая сеялка, применение которой позволяет с минимальными затратами за один проход выполнить предпосевную культивацию, высев семян, образовать над строчкой высеянных семян бугорок почвы, уплотнить бугорок почвы с трех сторон и окончательно сформировать гребень почвы требуемых размеров и плотности в нем. Теоретически обоснованы углы атаки плоского диска рабочего органа и сферических дисков катка-гребнебразователя гребневой сеялки. Выявлено, что на процесс формирования бугорков почвы необходимых размеров над высеянными семенами влияют конструктивные параметры плоских дисков гребневой сеялки, глубина их хода, а также угол естественного откоса почвы. На окончательное формирование гребней почвы с требуемой плотностью при посеве пропашных культур влияют конструктивные параметры рабочих органов с плоскими дисками и катка-гребнеобразователя, а также физико-механические свойства почвы. Причем, при угле установки сферических дисков к направлению движения гребневой сеялки 0° главную роль в уплотнении
Literatura
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ГРЕБНЯ ПОЧВЫ ПРИ ПОСЕВЕ ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР
© Курдюмов В. И., Зыкин Е. С., Долгов С. А., Ерошкин А. В., 2016г
почвы в гребне играют прикатывающие кольца, а на плотность почвы в гребне при углах атаки больше 0° значительное влияние оказывают и сферические диски.
Ключевые слова: технология, посев, почва, культивация, прикатывание, междурядья.
Введение
Исходным компонентом любой технологии возделывания пропашных культур является качественная подготовка поля с целью создания условий для последующей заделки семян, стимулирования роста и развития корневой системы растений. При этом механическая обработка не должна нарушать оптимальную структуру почвы, а сохранять ее почвенное плодородие, предохранять от эрозийных процессов и максимально сохранять влагу.
Проанализировав существующие способы посева, можно сделать вывод, что наиболее перспективным способом посева пропашных культур является гребневой [1, 2]. Для осуществления этого способа применяют различные средства механизации с активными и пассивными рабочими органами, предназначенными для формирования гребней почвы. Одними из наиболее часто применяемых рабочих органов являются плоские и сферические диски. Однако задача качественного формирования гребней почвы плоскими и сферическими дисками решена недостаточно, поэтому необходимо обосновать оптимальные конструктивные параметры гребневой сеялки, оснащенной новыми рабочими органами.
Объекты и методы исследований
Для реализации гребневого способа посева пропашных культур разработана гребневая сеялка [3-5] (рис. 1), одновременно выполняющая рыхление почвы, уничтожение сорных растений, образование влажного уплотненного ложа, высев семян с образованием над ними бугорка почвы, формирование гребня почвы требуемых размеров и плотности почвы в нем.
На каждой посевной секции гребневой сеялки установлены лапа-сошник, два рабочих органа с плоскими дисками (рис. 2) и каток-гребнеобразо-ватель (рис. 3).
Рабочие органы устанавливают таким образом, чтобы их плоские диски под острым углом были направлены в сторону движения гребневой сеялки.
Г бу,
" II
а - общий вид; б - вид сверху; 1 - стрельчатая лапа;
2 - стойка; 3 - кронштейн; 4 - фиксатор; 5 - регулировочный диск; 6 - отверстия; 7, 8 - болты; 9 - плоский диск Рис. 2 - Рабочий орган гребневой сеялки
^с. 1 - I реоневая сеялка: а - вид сооку; б - вид сзади
1 - боковая балка; 2 - продольная балка; 3 - передняя балка; 4 - задняя балка; 5 - сферические диски;
6 - регулировочные отверстия; 7 - прикатывающие
кольца; 8 - штанга; 9 - пружина; 10 - шайба Рис. 3 - Каток-гребнеобразователь
Экспериментальная часть При движении гребневой сеялки крылья лап-сошников приподнимают слой почвы толщиной 2-3 см, смещая его в разные стороны, образуя влажное уплотненное ложе, в которое укладываются семена. Рабочие органы крыльями стрельчатых лап также приподнимают почву и правым и левым плоскими дисками отбрасывают ее из междурядья в сторону продольной оси симметрии грядиля (рис. 4), т.е. на высеянные семена. После осыпания почвы под углом естественного откоса Y над высеянными семенами образуется почвенный бугорок трапециевидной формы. Катки-греб-необразователи уплотняют бугорок почвы с трех сторон. Причем прикатывающие кольца катка уплотняют вершину бугорка почвы, а сферические диски - его боковые стороны, и окончательно формируют гребень почвы требуемых размеров и необходимой плотности почвы в нем.
Рис. 4 - Схема образования бугорка почвы Ширина верхнего основания В, м, и высота Н, м, бугорка почвы зависят от угла атаки а,, град., плоских дисков, а также глубины ^ м, их хода в почве (рис. 5).
Рис. 5 - К определению параметров бугорка почвы
Для образования бугорка почвы требуемых размеров необходимо, чтобы объем почвы V, м3, который следует перенести на его вершину, был равен объему почвы в формируемом гребне V2, м3.
Объем почвы, м3, переносимый одним плоским диском, при угле его атаки ал , равен
(1)
Vi = 0,5 iQG G^QV = 0,5 S IQG i
в
в
яг--г sm- г„„-/
Пд 360О вд 2
К-h)
в
гпд sin — sin aí ■ cos aí. 2 (2)
где SIQG - площадь поперечного сечения бороздки, образуемой после прохода рабочего органа гребневой сеялки с плоским диском, м2; I = GI' = UZ • cosa1 - путь, пройденный плоским диском в единицу времени, м.
Образованный объем почвы, м3
= Уд N L СС1 А1 N1 L1 = ^А N LC ' ¡-Ц , (3)
или
Таким образом, угол атаки а, плоского диска зависит от радиуса плоского диска гпд, глубины его хода в почве 1п, угла естественного откоса почвы Y, а также требуемых размеров гребня почвы В и Н.
Как показали экспериментальные исследования гребневой сеялки, плотность почвы в бугорке, сформированном плоскими дисками, составила 900-1050 кг/м3 [6].
На окончательную плотность почвы в гребне над высеянными семенами влияет совместное действие прикатывающих колец и сферических дисков катка-гребнеобразователя. Причем, при угле установки сферических дисков к направлению движения гребневой сеялки (угле атаки) а2 = 0° главную роль в уплотнении почвы в гребне играют прикатывающие кольца. Однако на плотность почвы в гребне при углах атаки а2 > 0° оказывают влияние и сферические диски. 2
Плотность почвы в гребне от действия прикатывающих колец [7, 8]:
в
V2 = (H2 tgy + в hi) гпд sin — cos ах.
(4)
Рк =
UN
где ^о = зАзо + ^з = 0,5(Н2 ^ + В Н) - площадь поперечного сечения пласта почвы, смещаемого одним плоским диском, м2, (рисунок 5);
0
LL = I I' = I = 2 r sin 2 cosa , м.
1 пд 1 '
Приравняв выражения (4) к (2), выполнив соответствующие преобразования, определим угол
H{Htgy+B)_
(5)
G1
N(l + K0)-\n
172 з
t?4
Л2
г г2
ск к
(6)
539ТГ гк rŒ п
а, = arcsin
7Z г
360
где и - плотность твердой фазы почвы на глубине 0-0,2 м, кг/м3, для черноземных почв принимают и = 2400 кг/м3; N = 5-10 - степень изменения коэффициента пористости при нагрузке; К - коэффициент пористости при нагрузке 9,8 • Т04 Па; G - вес катка и приходящаяся на него вертикальная нагрузка, Н; п - количество прикатывающих колец, шт.; q - коэффициент объемного смятия почвы, Н/м3; гк - радиус прикатывающего кольца, м; гск - радиус сечения обода прикатывающего кольца, м; 0тах - максимальный угол контакта при-катывающегсГкольца с почвой, град.
др А А
А К
К
(7)
Г2 =
'В^ №
Н гсд - г^Нът а2
(10)
При движении вдоль бугорка почвы сферические диски деформируют его на определенную величину, которая зависит от угла установки сферических дисков к направлению движения гребневой сеялки (угла атаки).
Приращение плотности почвы в гребне вследствие действия сферических дисков, при условии, что т1 = т2, будет
Подставляя (10) в (8), определим приращение плотности почвы в бугорке, возникающее вследствие действия ссЬеоических дисков:
Ар =
рЛв +
В + -
н
щу)
Нгг,
Р\
(11)
где р1 - плотность почвы в гребне до ее смятия сферическими дисками, кг/м3; р2 - плотность почвы в гребне после ее смятия сферическими дисками, кг/м3; V., - объем гребня почвы до смятия, м3; V2 - объем уплотненного гребня почвы, м3; т. -масса почвы в бугорке до ее смятия, кг; т2 - масса уплотненной почвы в гребне, кг.
Деформируемый объем почвы - сложная геометрическая фигура (рис. 6а). Поэтому для упрощения расчетов при определении объема сминаемой почвы, с учетом неоднородности структуры почвы, а также угла естественного откоса почвы Y, деформируемый объем почвы представим следующим образом (рис. 66).
а б
Рис. 6 - Схема к определению объема сминаемой сферическим диском почвы
Объем уплотненного сферическими дисками катка-гребнеобразователя почвенного бугорка [9]:
где Vсм - объем сминаемой почвы в бугорке сферическими дисками, кг/м3; Н - высота бугорка почвы, м; гсд - радиус сферического диска, м.
Объем V., м3, почвенного бугорка до его смятия сферическими дисками:
(9)
где $ДМЕС - площадь трапеции АМЕС, м2; ЕЕ. = гс - длина площадки, на которой сминается буго-рсок почвы, равный радиусу сферического диска, м; В - ширина верхнего основания бугорка почвы, м.
Объем уплотненного бугорка почвы:
Заключение
На процесс формирования гребней почвы требуемых размеров и плотности почвы при посеве пропашных культур влияют конструктивные параметры рабочих органов с плоскими дисками и катка-гребнеобразователя, а также физико-механические свойства почвы.
Таким образом, при известных размерах гребня, определяемых видом возделываемой культуры, оптимизируя конструктивные параметры катка-гребнеобразователя, можно добиться требуемой плотности почвы в формируемом гребне.
Список литературы
1.Пат. 2443094 Российская Федерация, МПК А01В79/02, А0^1/00. Способ возделывания пропашных культур [Текст] / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА. - № 2010141211/13 ; заявл. 07.10.2010 ; опубл. 27.02.2012, Бюл. № 6.
2. Пат. 2265305 Российская Федерация, МПК А01С7/00. Способ посева пропашных культур [Текст] / В. И. Курдюмов, Е. С. Зыкин ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА.
- № 2004109411/12 ; заявл. 29.03.2004 ; опубл. 10.12.2005, Бюл. № 34.
3. Пат. 2435353 Российская Федерация, МПК А01С7/00, А01В49/06. Гребневая сеялка [Текст] / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА».
- № 2010129256/13; заявл. 14.07.2010; опубл. 10.12.2011, Бюл. № 34.
4. Пат. 2435352 Российская Федерация, МПК А01С7/00, А01В49/06. Гребневая сеялка[Текст] / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА.
- № 2010129255/13; заявл. 14.07.2010; опубл. 10.12.2011, Бюл. № 34.
5. Пат. 108902 Российская Федерация, МПК А01В49/04. Секция сеялки-культиватора [Текст] / В. И. Курдюмов, Е. С. Зыкин, И. А. Шаронов; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА. - № 2011100230/13; заявл. 11.01.2011; опубл. 10.10.2011, Бюл. № 28.
6. Курдюмов, В. И. К обоснованию угла атаки плоского диска рабочего органа гребневой сеялки [Текст] / В. И. Курдюмов, Е. С. Зыкин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - № 4 (20). - С. 127 - 130.
7. Курдюмов, В. И. Определение плотности почвы после прохода катка-гребнеобразователя [Текст] / В. И. Курдюмов, Е. С. Зыкин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2007. - № 4. - С. 27-29.
8. Курдюмов, В. И. Оптимизация параметров катка-гребнеобразователя [Текст] / В. И. Курдю-мов, Е. С. Зыкин // Техника в сельском хозяйстве.
- 2007. - № 1. - С. 15-16.
образователя [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 / E. С. Зыкин. - Пенза, 2004. - 181 с.
9. Зыкин, Евгений Сергеевич. Способ посева пропашных культур с разработкой катка-гребне-
INVESTIGATION OF SOIL CREST FORMATION WHEN PLANTING ARABLE CROPS
Kurdyumov Vladimir I., doctor of technical sciences, professor, honoured inventor of Russian Federation, head of the "Technology, machinery and safety», e-mail: vik@ugsha.ru
Zykin Yevgeny S, candidate of technical sciences, docent of the department of «Technology, machinery and safety», e-mail: evg-zykin@yandex.ru
Dolgov Sergey A., student of the faculty of engineering, e-mail: dolgowsergei.ru@mail.ru Eroshkin8 Alexandr V., student of the faculty of engineering, e-mail: aleksandr.eroshkin@mail.ru Ulyanovsk state agricultural academy behalf of the P.A. Stolypin. Russia
Analyzed traditional methods for pre-field preparation and bed cultivation of row crops has allowed to conclude that ridges of soil at sowing different form-mi mechanization with active and passive working bodies, in particular, flat discs. However, the formation of ridges of soil flat disk solved enough, so it is necessary to justify the optimal design and operating parameters of ridge planter, equipped with new working bodies. Designed raised bed planter, which allows with minimum expenses in a single pass to perform presowing cultivation, sowing of seeds, to form over line sown seed tubercle of the soil, to compact a mound of soil and finally form a ridge of soil of required size and density in it. Theoretically, the angles of attack of a flat disk of the working body of the rink spherical disks and groebnerbasis raised bed planter. Revealed that the process of forming bumps of soil of required size over sown seed is influenced by the design parameters of flat disks ridge drills, their depth, range and angle of repose of the soil. The final formation of ridges of soil with the required density when sowing row crops is influenced by the constructive parameters of the working bodies with flat discs and rollers of rotary cultivator, as well as physico-mechanical properties of soil. Moreover, at the angle of installation of the spherical disks to the direction of movement of the planter ridge 0° a major role in the compaction of soil in the ridge played the packer ring, and the density of the soil in the ridge at angles of attack greater than 0° have a significant effect and spherical disks. Key words: Technology, crop, soil, cultivation, compacting, aisle.
1. Pat. 2443094 RF, MPK А01В79/02, A01G1/00. Sposob vozdelyvaniyapropashnyh kultur /V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin; zayavitel i patentoobladatel FGOU VPO «Ulyanovskaya GSHA». - N 2010141211/13; zayavl. 07.10.2010; оpubl. 27.02.2012, Bul. N 6.
2. Pat. 2265305 RF, МПК А01С7/00. Sposob poseva propashnyh kultur / V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin; zayavitel i patentoobladatel FGOU VPO «Ulyanovskaya GSHA». - N 2004109411/12; zayavl. 29.03.2004; оpubl. 10.12.2005, Bul. N 34.
3. Pat. 2435353 RF, MPK А01С7/00, А01В49/06. Grebnevaya seyalka / V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin; zayavitel i patentoobladatel FGOU VPO «Ulyanovskaya GSHA». - N 2010129256/13; zayavl. 14.07.2010; оpubl. 10.12.2011, Bul. N 34.
4. Pat. 2435352 RF, MPK А01С7/00, А01В49/06. Grebnevaya seyalka / V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin; zayavitel i patentoobladatel FGOU VPO «Ulyanovskaya GSHA». - N 2010129255/13; zayavl. 14.07.2010; оpubl. 10.12.2011, Bul. N 34.
5. Pat. 108902RF, MPK А01В49/04. Sektsiya seyalki-kultivatora/V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin, I.A. Sharonov; zayavitel i patentoobladatel FGOU VPO «Ulyanovskaya GSHA». - N 2011100230/13; zayavl. 11.01.2011; оpubl. 10.10.2011, Bul. N 28.
6. Kurdyumov, V.I. К оbоsnovaniyu ugla аtакi ploskogo diska rabochego organa grebnevoi seyalki / V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin// Vestnik Ulyanovskoy gosudarstvennoy selskohozyastvennoy akademiy. - 2012. - N 4 (20). - S. 127 - 130.
7. Kurdyumov, V.I. Opredelenie plotnosty pochvy posle prohoda katka-grebneobrazovatelya /V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin //Mehanizaciya i elektrifikaciya selskogo hozyaistva. - 2007. - N 4. - S. 27-29.
8. Kurdyumov, V.I. Optimizaciya parametrov katka-grebneobrazovatelya / V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin // Техника в сельском хозяйстве. - 2007. - N 1. - S. 15-16.
9. Зыкин, Евгений Сергеевич. Sposob poseva propashnyh kultur s razrabotkoy katka-grebneobrazovatelya. 05.20.01 - Tehnologiy i sredstva mehanizacii selskogo hozyaistva; dis. ... kand. tehn. nauk /E.S. Zykin. -Penza, 2004. - 181 s.
Literatura
