CC BY
33
УДК 631.425
Мобильный комплекс для контактного измерения параметров физического состояния пахотного слоя почвы
дарском крае. - Тр. КубГАУ, 1997. - Вып. 356. - С. 39-45.
2. Mugnier J., Chazalet М., Gaulliard J.M. e.a. Control of seed, soil-born and foliar applications. Brighton Crop Protection Conference//Pest and Diseases,1994. - №
1. - P. 325 -330.
3. Горьковенко О.А., Шаповалова О.В. Повышение супрессивности почвы в аг-роценозе озимой пшеницы/Производство экологически безопасной продукции растениеводства. - Пущино, 1996. - Вып.
2. - С. 49-50.
4. Енкина О.В., Коробской Н.Ф. Микробиологические аспекты сохранения плодородия черноземов Кубани. - Краснодар, 1999. - 150 с.
5. Jang I.P., Steling К., Kanus Н. Effect of fungicide on grain yield of barley grow in different cropping systems//I. Agron. and Crop. Sci., 2000. - V. 185. - № 3. - P. 153-162.
6. Lizowicz Tranciszek. The occurence of cereal crop diseases dending on the system of farming//I. Plant Prot. Res., 1999. - V. 39. - № 2. - P. 116-131.
7. Brzozowski G. Wplyw pestycydow i mieszanin pestycydowo - nawozowych nawozowych na wartosc odzywcza ziarna pszenicy ozimej//Poster boil. U techno-logiczny w produkcji roslinej. Warszawa, 1997. - S. 255-260.
8. Gusta L.V., О' Connor B.I., Lafond G.P., Austenson Н. M. The effect of fungicides and plant growth regulators applied as a seed treatment on the freezing tolerance of winter wheat//Canadian Journal of Plant Science, 1994. - V. 74.1. - P. 63-69.
Статья поступила в редакцию
18.05.2011
Ways of soil' treatment and complex of pathogenic micromycetes in agrocoenosis of winter wheat
N.N. Glazunova, E.S. Romanenko, A.N. Shipulya, E.V. Dergunova
There has been studied the influence of diverse ways of soil treatment in the zone of unstable moistening in Stavropol region on infection' storage in winter wheat crops.
Keywords: helminthosporiosis, fusarial head blight of wheat, brown rust, micromycetes, pathogenic bacteria.
И.П. АНАНЬЕВ, доктор технических наук
Агрофизический институт E-mail: ananyev_igor@inbox. ru
Дано описание мобильного комплекса для контактного измерения параметров физического состояния пахотного слоя почвы.
Ключевые слова: точное земледелие, пахотный слой почвы, измерение.
Для разработки дифференцированных агротехнологий точного земледелия необходима информация о пространственно-временной неоднородности агрофизических характеристик пахотного слоя почвы. Получение такой информации путем точечных полевых измерений или взятия образцов с последующим лабо-
раторным анализом малопроизводительно, дорого и не отвечает требованиям оперативного управления аг-ротехнологиями.
В нашем институте разработан мобильный комплекс для контактного измерения параметров физического состояния пахотного слоя почвы, который обеспечивает непрерывное измерение в процессе движения таких характеристик пахотного слоя почвы, как диэлектрическая проницаемость, электропроводность, объемная влажность, температура, плотность сложения и другие параметры.
Основой мобильного комплекса (рис. 1) служит плоский вертикальный рабочий орган - измерительный блок с вмонтированными в него на одном горизонтальном уровне тре-
Рис. 1. Конструкция мобильного комплекса: 1 - измерительный блок, 2 - емкостный датчик диэлектрической проницаемости и электропроводности почвы, 3 - датчик температуры почвы, 4 - датчик сопротивления горизонтальной пенетрации, 5 - несущая рама, 6 - сцепка, 7 -опорная лыжа, 8 - лапа для установки глубины измерения, 9 - короб для заглубляющего груза, 10 - нож-щелерез, 11 - устройство установки угла резания и защиты при наезде на камень, 12 - датчик скорости и пройденного пути, 13 -электронный блок сбора и регистрации измерительной информации.
U ф
2
Ф Ь Ф
s 2
Z
■о 2
P О
laeaaioea ii+au.p65 33 25.04.2012, 20:58
мя датчиками: диэлектрической проницаемости и электропроводности почвы; температуры почвы; сопротивления горизонтальной пенетрации. Измерительный блок установлен на раме, служащей для навески устройства на трактор с помощью сцепки. Глубина погружения измерительного блока в почву регулируется установленной над ним опорной лыжей, закрепленной на раме с помощью лапы с возможностью ступенчатого изменения высоты. При этом задается глубина положения датчиков в почве 20, 2S, 30 или ЗS см). Заглубление устройства в почву при движении происходит за счет собственного веса, для чего в верхней части рамы установлен короб для дополнительного заглубляющего груза.
Для выбора режимов заглубления, а также для защиты измерительного блока от поломки при наезде на камень измерительный блок выполнен со скосом лобовой кромки вниз-назад, а перед блоком установлен нож-ще-лерез, угол резания которого можно регулировать от +30 (скос вниз-вперед) до -30 градусов (скос вниз-назад), через 10 градусов. Режим самозаглубления при движении для различных глубин погружения блока и твердостей почвы обеспечивается выбором угла резания. Извлечение измерительного устройства из почвы и удержание в транспортном положении осуществляется рабочим гидроцилиндром трактора.
Рабочий орган представляет собой монолитный плоский блок толщиной 30 мм из нержавеющей стали, с заостренной скошенной лобовой кромкой, в тело которого врезаны датчики. Они снабжены двухсторонними чувствительными элементами, установленными симметрично по обе стороны блока. Емкостный датчик содержит измерительные электроды в виде дисков, смонтированных через изоляторы на сборочном кольце, служащем для установки датчика в измерительном блоке. ^ Датчик включен в колебательный ® контур автогенераторного двухком-понентного диэлькометрического И преобразователя, который осуществ-ф ляет измерение диэлектрической I проницаемости и влажности почв по ё частоте автоколебаний и электропро-® водности почв по аналоговому вы-§ ходному сигналу. Этот преобразова-п
34
тель защищен патентом РФ на изобретение [1] и описан [2].
Датчик температуры выполнен в виде двух одинаковых дисковых теп-лоприемников из нержавеющей стали, установленных симметрично с двух боковых сторон измерительного блока и теплоизолированных от него капролоновыми кольцами. Внутри теплоприемников размещены термочувствительные элементы - преобразователи температуры, представляющие собой терморезисторы с положительным температурным коэффициентом.
Датчик сопротивления горизонтальной пенетрации служит для определения твердости почвы путем измерения силы лобового сопротив-
ления движению в почве, действующей на два симметрично выступающих из боковых поверхностей измерительного блока чувствительных призматических элементов. Этот датчик выполнен в виде прямоугольного блока, устанавливаемого в теле измерительного блока. Диапазон измеряемых давлений горизонтальной пенетрации 0-2S0 Н/см2 перекрывает диапазон возможных давлений пенетрации для почв сельскохозяйственного использования.
Датчик измерения скорости и пройденного пути выполнен в виде колеса в форме цилиндра диаметром 100 мм, установленного в задней части опорной лыжи. В колесо вмонтирован постоянный магнит, вызывающий замыкание геркона, размещенного на лыже, при каждом обороте колеса. Датчики подключены к блоку сбора и регистрации измерительной информации мобильного комплекса. Блок рассчитан на
подключение к бортовому источнику питания трактора и предназначен для представления в цифровой форме получаемой от измерительных датчиков мобильного комплекса аналоговой информации и передачи ее в бортовой компьютер трактора, совмещенный с системой GPS-навига-ции.
Для всех датчиков проведены лабораторные градуировки в диапазонах измеряемых величин. Натурные испытания мобильного комплекса проведены на почвенном канале Северо-Западного НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства и в полевых условиях.
В испытаниях на почвенном канале исследовались условия заглубления в зависимости от угла установки ножа-щелереза, расположенного перед заглубляемым измерительным блоком. При проведении испытаний мобильный комплекс с помощью навески сочленялся с рельсовой платформой, обеспечивающей перемещение комплекса в почвенном канале с заданной скоростью 1-2 м/с. В испытаниях использовали положительные углы установки ножа-щелереза 10, 20 и 30 градусов и расстояние измерительных датчиков от подошвы опорной лыжи - 200 мм. В этих случаях происходило самозаглубление измерительного блока в почву под собственным весом измерительного устройства без использования дополнительных заглубляющих грузов. В канале заложена дерново-подзолистая почва. Весовая влажность почвы в слое 0-S см равнялась 4,2 %, в слое 5-20 см - 12,4 %. Плотность сложения почвы в слое 0-5 см - 1 г/см3, в слое 520 см - 1,65 г/см3.
Ходовые испытания мобильного комплекса в полевых условиях проводили с использованием трактора Беларусь МТЗ-82, на задней навеске (автосцепке) которого монтировался мобильный комплекс. Расстояние линии измерительных датчиков до подошвы опорной лыжи - 250 мм, углы установки ножа-щелереза задавались равными +20 и +30 градусов. Испытания проведены на поле с многолетним травяным покровом (рис. 2). На уровне положения датчиков весовая влажность почвы составляла 39,4 %, плотность сложения почвы - 1,11 г/см3. Для заглубления потребовалось использовать заглуб-
Рис. 2. Испытания мобильного комплекса в полевых условиях
1абааТоёа ii+au.p65 34 25.04.2012, 20:58
ляющее усилие гидравлической системы трактора, либо дополнительные заглубляющие грузы, масса которых зависит от угла установки ножа-щелереза.
Заглубление измерительного блока в почву происходит ступенчато. Нижняя часть ножа-щелереза, выступающая за нижнюю кромку измерительного блока, прорезает щель под измерительным блоком, в которую он опускается, когда длина щели становится равной длине нижней кромки измерительного блока. При опускании блока конец ножа-щеле-реза вдавливается на большую глубину и прорезает более глубокую щель в почве. Когда длина более глубокой щели становится равной длине нижней кромки измерительного блока, он совершает очередной шаг заглубления. Длина нижней части ножа-щелереза, выступающей за нижнюю кромку измерительного блока, зависит от угла установки и тем больше, чем ближе этот угол к нулю градусов. Поэтому длина пути погружения измерительного блока на за-
данную глубину растет с увеличением угла установки ножа-щелереза. Целесообразна установка рабочих углов ножа-щелереза в пределах от -20 до +20 градусов, что дает длину пути заглубления 3-6 м.
В настоящее время разрабатываются программное обеспечение для построения баз данных физического состояния пахотного слоя почв по результатам измерений в движении с привязкой к текущему времени и координатам места и программа построения электронных карт полей с использованием системы геопозиционирования GPS или Глонасс.
Литература
I. Ананьев И.П. Автогенераторный диэлькометрический преобразователь и способ определения диэлектрических характеристик материалов с его использованием (варианты). Патент РФ на изобретение № 2361226, приоритет 28.09. 2007, зарегистрирован 10.07.2009, патентообладатель: ГНУ АФИ Россельхоза-кадемии.
2. Ананьев И.П. Двухкомпонентные диэлькометрические преобразователи на основе автогенераторов с инерционной стабилизацией амплитуды колеба-ний//Датчики и системы, 2008. - № 7. - С. 27-31.
Статья поступила в редакцию 15.03.2012
Mobile complex for contact assessment of physical parameters of plowing soil layer
I.P. Ananiev
There is given the description of mobile complex for contact assessment of physical parameters of plowing soil layer.
Keywords: exact agriculture, plowing soil layer, assessment.
1абааТоёа ¡'Rau.p65
25.04.2012, 20:58
35
