Обоснование параметров комбинированного орудия для контактной обработки сеянцев в лесных питомниках Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Химия растительного сырья. 1998. №2. С. 45-48

УДК 630.232.32: 582.475.4

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО ОРУДИЯ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ОБРАБОТКИ СЕЯНЦЕВ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ

© В.Н. Невзоров, Г.Г. Ворожейкин, В.А. Морозов

Сибирский государственный технологический университет, г. Красноярск (Россия) E-mail: sibsty@dionis.kts.ru

Интенсивное использование средств химии при выращивании посадочного материала приводит к угнетению почвенного биоценоза, вследствие чего уменьшается активность микробиологических превращений и обменных процессов между растениями и почвой. Применение комбинированных орудий с контактным нанесением средств химии позволяет не только уменьшить в несколько раз расход химикатов, но и значительно сократить химическую нагрузку на почву и окружающую среду не снижая эффективности проведения работ.

Введение

В настоящее время при выращивании посадочного материала в механизированных питомниках и производстве работ по борьбе с сорняками, защите сеянцев от болезней и энтомовредителей, внесении удобрений предусматривается широкое применение средств химии. Использование химических препаратов позволяет получить большой экономический эффект: заменить ручной труд механизированным при прополке сорняков и тем самым повысить производительность труда, добиться высокого качества посадочного материала и в более короткие сроки, обеспечить хорошую сохраняемость сеянцев.

Однако проведение химических уходов не проходит бесследно для всего живого, что нас окружает. При испарении химикатов загрязняется атмосфера, с талыми и дождевыми водами, стекающими с обработанных участков, загрязняются реки и водоемы, почва питомника и прилегающие территории.

Интенсивное применение средств химии со временем становится все менее и менее результативным. Посевы сильно изреживаются уже на

ранних стадиях, сеянцы начинают отставать в росте, гербициды при тех же дозировках оказываются все менее эффективными. Идет прогрессирующее падение плодородия почвы. Все эти негативные явления происходят вследствие угнетения химикатами почвенного биоценоза. Сокращается численность полезной микрофлоры, и хорошо приспосабливаются и размножаются ее антагонисты, продуцирующие фитотоксичные вещества. Уменьшается активность микробиологических превращений и обменных процессов между растениями и почвой.

Экспериментальная часть

Для того, чтобы использовать все достоинства химических методов ухода за сеянцами, необходимо применять ресурсосберегающие технологии проведения работ, а также машины и оборудование, созданные с учетом биоэкологических требований. Авторами были проведены серьезные научные и патентные исследования, в результате которых разработаны биоэкологические требования к технологиям, машинам и оборудованию для проведения работ по уходу за сеянцами в механизированных питомниках, а также комбинирован-

ное орудие и его основные технические параметры.

Важнейшими параметрами машины являются: общий расход жидкого препарата, расход на единицу длины (погонный метр) и секундный расход, которые могут быть положены в основу определения конструктивных параметров рабочих органов и машины в целом.

После выбора вида вносимого препарата определяют дозу по техническому препарату

Дт = П '100%-

где Д — рекомендуемая доза по действующему веществу, кг/га, которую принимают по известным литературным рекомендациям или по нормативным материалам лесоводства;

П — процентное содержание действующего вещества в техническом препарате. В одном и том же препарате оно может быть различно. Поэтому процентное содержание принимают по паспорту, прилагаемому к каждой партии.

Количество раствора препарата на 1 га обрабатываемой площади

д = Дт-100% = Ш00% л,* (2)

к

т

к

д

где кт и кд — соответственно концентрации технического препарата и действующего вещества в растворе (рабочей жидкости). Концентрация раствора в процентах соответствует массе технического препарата или действующего вещества в кг, к которому нужно добавить такое количество воды, чтобы общий объем раствора составил 100 л. Значения концентраций препаратов принимают по нормативным источникам в зависимости от свойств почвы, вида и возраста сеянцев лесных культур.

Для разрабатываемой машины на базе самоходного шасси класса б кН суммарная емкость резервуаров (бака) для жидких препаратов и воды принята равной 600 л из условия компоновки и

наибольшего погектарного расхода растворов препаратов.

При стандартной ширине гряды или посевной ленты В = 1,1 м суммарная длина обработки от одной заправки составит

, 5,45 -106

1 = —1______________, м.

д

(3)

р

При секционной компоновке резервуаров Зх200 л для различных препаратов

(1)

1 = 1,82-106 , м. д р

Удельный расход препарата: погонный

(4)

р

л/м;

(5)

секундный

д р • у

л/с,

(6)

где V — поступательная скорость машины, км/ч.

По известной схеме посева и, соответственно, известному числу распылителей (насадков) определяют секундный расход через каждый из них.

При достаточной капиллярности поверхностного слоя смачивание почвы идет не только в глубину, но и в ширину. Поэтому предполагается не вносить растворы некоторых препаратов, в частности при борьбе с грибковыми заболеваниями и почвенными вредителями, в защитной зоне до 5 см. Это позволит исключить непосредственное попадание препарата на штамбы сеянцев и увеличить длину обрабатываемой поверхности от одной заправки без снижения качества процесса уничтожения болезнетворных грибов и почвенных вредителей в поверхностном слое глубиной до 5 см.

Тогда общая ширина захвата за один проход

В'= 1,1-2 ■ 0,05 • 7, м,

(7)

1

£

где ъ — число строк сеянцев на гряде (ленте). Длина обработки от одной заправки возрастет

до

6,6 -10

6

l' =.

Z (1,1 -0,1 - z)Q

, м;

(8)

р

при удельном секундном расходе

Q р - V

q t = р

t 3,6-1;

,л/с.

(9)

Использование вышеуказанного способа снизит затраты времени на обработку за счет сокращения числа заправок машины.

По агротехническим условиям для обеспечения равномерности обработки почвы и растений жидкими препаратами удельный погонный расход должен оставаться постоянным, т.е. q1 = const. Секундный же расход зависит от поступательной скорости машины V, которую выдержать идеально постоянной при выполнении большинства операций не представляется возможным.

В резервуарах с ограниченной свободной поверхностью F напор Н и расход q изменяются во времени, т. е. имеет место неустановившееся истечение жидкости из резервуара. Обеспечение постоянства расхода жидкости и его регулирование целесообразно осуществлять из условия q = const избыточным напором воздуха в пространстве над свободной поверхностью F резервуара от штатной пневмосистемы тягового средства.

Ламинарный режим истечения жидкости возможен при напоре

P - P ~ а нп

H-H-р~ 075-pg'

(10)

где Ра — избыточное давление;

Рн.п. — давление насыщенного пара жидкости; р — плотность жидкости.

Для холодной воды Нпр и 14 м = 0,14 МПа. При Н > Нпр струя отрывается от стенок насадки, и наступает режим истечения через отверстие в тон-

кой стенке. Это приводит к разбрызгиванию струи на большом пространстве и ее удару о поверхность с вытекающими отрицательными последствиями.

Обсуждение результатов

Были проработаны различные схемы комбинированного орудия, определены оптимальные параметры, получены охранные документы и поданы еще заявки на предполагаемое изобретение.

Предлагаемое комбинированное орудие используется с самоходным шасси Т-16М, тем самым отпадает необходимость применения нескольких тяговых средств для производства работ по выращиванию сеянцев хвойных пород. Все работы в питомнике, за исключением, естественно, грузопасажирских, можно выполнять при помощи единого тягового средства — Т-16М.

Применение комбинированного орудия позволит выдержать биоэкологические требования, применяемые к технологиям и оборудованию по производству посадочного материала в механизированных питомниках.

Выводы

Качество посадочного материала, применяемого при искусственном лесовосстановлении, может быть значительно улучшено внедрением интенсивных ресурсосберегающих технологий, основанных на комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, одновременном выполнении двух и более операций, применении высокоэффективных комбинированных орудий. Использование комбинированных орудий, разработанных с учетом биоэкологических требований, принесет не только экономию энергоресурсов и расходных материалов, но и благотворно скажется на окружающей среде в силу значительно меньшего угнетения всех биосистем средствами химии.

Литература

1. Бахтин О.В. Современные технологические схемы и гербициды для борьбы с сорняками в лесных питомниках. Химический уход за лесом. Л., 1987. С. 60-64.

2. Невзоров В.Н., Ворожейкин Г.Г. и др. Устройство для уничтожения сорняков (информ-листок № 388-95). Красноярск, 1995. 4 с.

3. Список химических и биологических средств борьбы с вредителями, болезнями растений, сорняками, регуляторов роста растений и феромонов, разрешенных для применения в сельском, лесном и коммунальном хозяйствах на 19921996 годы. М., 1991. 23 с.

4. А.с. 1542482 СССР. Устройство для подрезания корней / Сиб. техн. ин-т; авт. изобрет. В.А. Лабзин, В.Н. Холопов, В.Н. Невзоров, Г.Г. Ворожейкин. Заявл. 17.05.88, №4426329/30-15 // БИ. 1990. № 6.

5. А.с. 1613010 СССР. Комбинированное

орудие для лесных питомников / Сиб. техн. ин-т; авт. изобрет. В.Н. Холопов, В.Н. Невзоров, Г.Г. Ворожейкин, В.А. Лабзин. Заявл. 18.05.88,

№442770б/31-15 // БИ. 1990. № 46.

6. Невзоров В.Н., Главацкий Г.Д., Лабзин

В. А. и др. Универсальное устройство для механизации работ в лесных питомниках // Экология, новые материалы и технологии Красноярского-края. Сб. научн. трудов. Красноярск. 1995. С. 53.

7. Невзоров В. Н. Новая технология и механизмы для выращивания сеянцев сосны кедровой сибирской // Интенсификация выращивания лесопосадочного материала: Тез. докл. всерос. научн. практ. конф, Йошкар-Ола, 1996. С. 142.

8. Невзоров В.Н. Влияние технологических и биологических требований на проектирование машин для лесных питомников // Переработка растительного сырья и утилизация отходов: Сб. трудов. Вып. 2. Красноярск. 1996. С. 20-26.

9. Патент № 2006196 РФ. Устройство для

уничтожения сорняков / Сиб. техн. ин-т; авт. изобр. В.Н. Холопов, В.Н. Невзоров, Г.Г. Ворожейкин, В.А. Лабзин. Заявл. 23.05. 1990.

№ 4850971 // БИ. 1994. №2.

10. Устройство для уничтожения сорняков контактным способом. Патент США № 4349988, 21.09.82 г.

11. Патент №4454б80 США. Устройство для обработки растений жидкими гербицидами. 19.06.84 г.

Поступило в редакцию 22.04.98