Научная статья на тему 'Обоснование технологий и технических средств обработки почвы в условиях Туркменистана'

Обоснование технологий и технических средств обработки почвы в условиях Туркменистана Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
183
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — А. С. Добышев, К. Л. Пузевич, А. Данатаров, С. Ашыров, К. Мухамметмырадов

В статье указывается на необходимость создания комбинированных агрегатов, позволяющих выполнять несколько технологических операций за один проход. Большое внимание уделено совмещению основной и предпосевной обработок почвы. Технико-экономические расчеты показали, что агромелиоративный прием позволяет снизить эксплуатационные расходы до 30%, сократить промывную и поливную нормы на 20–30%, обеспечить оптимальной водно-воздушной режим почвы в аридной зоне и повысить урожайность хлопчатника до 10 ц\га.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The basing of technologies and technical means of soil cultivation in the conditions of Turkmenistan

The article shows the necessity of creating combined aggregates, which help to perform several technological operations in one pass. In particular, we paid special attention to the combination of the main and pre-sowing cultivation of soil. Technical-economic calculations showed that this agromeliorative method helps to reduce operation expenses by 30%, to reduce washing and irrigation norms by 20-30%, to provide optimal water-air regime of soil in arid zones and increase the yield of cotton up to 1 t/ha.

Текст научной работы на тему «Обоснование технологий и технических средств обработки почвы в условиях Туркменистана»

работы в траншейном хранилище. Такой трактор должен быть в каждом хозяйстве. Поэтому необходимо организовать производство такого трактора в стране, либо закупать за границей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зафрен, С. Я. Технология приготовления кормов / С. Я. Зафрен. - М: Колос, 1977. - 240 с.

2. Корткевич, А. В. Технологии и машины для заготовки кормов из трав и силосных культур / А. В. Короткевич. -Минск: Ураджай. 1990. - 383 с.

3. Пиуновский, И. И. Интенсивные технологии заготовки кормов из трав и силосных культур / И. И. Пиуновский,

B. Р. Петровец. - Горки: БГСХА, 2012. - 405 с.

4. Приготовление брикетированных кормосмесей для откорма молодняка и их эффективность / А. А. Гайко [и др.] // Животноводство. - № 7. - С. 40-43.

5. Пиуновский И. И. Обоснование выбора типа механизированного хранилища для заготовки сена с досушиванием активным вентилированием / И. И. Пиуновский, В. В. Романович, Н. Ф. Короткевич // Технология производства, хранения и использования кормов. - М.: Колос, 1978. - С. 197-200.

6. Эффективность заготовки и использования кормов из трав, хранившихся в полимерной упаковке / А. В. Короткевич [и др.] // Известия академии аграрных наук. - 2001. - № 4. - С. 89-93.

7. Пиуновский И. И. Методология классификации косилок для скашивания трав / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец,

C. С. Сидорчук // Вестник БГСХА. - 2011. - № 4. - С. 154-160.

8. Пиуновский, И. И. Классификация машин для полевой сушки скошенных трав / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец, Д. В. Гурков // Вестник БГСХА. - 2013. - № 3. - С. 116-122.

9. Пиуновский, И. И. Классификация типажа машин для заготовки прессованного сена / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец, Н. И. Дудко, Д. В. Греков // Вестник БГСХА. - 2012. - № 4. - С. 133-138.

10. Пиуновский, И. И. Интенсификация влагоотдачи скошенных трав / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец // Вестник БГСХА. - 2012. - № 1. - С. 137-192.

11. Пиуновский, И. И. Классификация типажа прицепов-подборщиков для заготовки рассыпного сена / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец, С. С. Сидорчук // Вестник БГСХА. - 2013. - С. 136-140.

УДК 631.333.02: 433.1:62-11

А. С. ДОБЫШЕВ, К. Л. ПУЗЕВИЧ, А. ДАНАТАРОВ, С. АШЫРОВ, К. МУХАММЕТМЫРАДОВ

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ТУРКМЕНИСТАНА

(Поступила в редакцию 20.01.14)

В статье указывается на необходимость создания The article shows the necessity of creating combined ag-

комбинированных агрегатов, позволяющих выполнять gregates, which help to perform several technological opera-

несколько технологических операций за один проход. tions in one pass. In particular, we paid special attention to

Большое внимание уделено совмещению основной и пред- the combination of the main and pre-sowing cultivation of

посевной обработок почвы. Технико-экономические рас- soil. Technical-economic calculations showed that this agro-

четы показали, что агромелиоративный прием позволя- meliorative method helps to reduce operation expenses by

ет снизить эксплуатационные расходы до 30%, сокра- 30%, to reduce washing and irrigation norms by 20-30%, to

тить промывную и поливную нормы на 20-30%, обеспе- provide optimal water-air regime of soil in arid zones and

чить оптимальной водно-воздушной режим почвы в increase the yield of cotton up to 1 t/ha. аридной зоне и повысить урожайность хлопчатника до 10 ц \га.

Введение

В аридной зоне, и в частности, в среднеазиатском регионе с 70-х гг. отмечается неуклонное снижение продуктивности орошаемых земель. Из-за сложившейся практики из года в год проводить основную обработку почвы на одну и ту же глубину, делать промывные и вегетационные поливы, допускать многократные проходы по полям тракторов и других сельскохозяйственных машин с большими массами и высоким давлением на почву, произошло сильное уплотнение подпахотных слоев, распространяющееся на основную корнеобитаемую зону. Уплотняющее воздействие машинно-тракторных агрегатов не только затрудняет эффективность промывных поливов и дренирования, но также нарушает водно-воздушный режим почвы, ухудшает питание растений, снижает урожайность сельскохозяйственных культур, а также усиливает эрозию почвы.

Игнорирование природных особенностей аридных земель может изменить окружающую экосистему так, что ее хозяйственное использование становится невозможным или требует для восстановления значительных материальных и трудовых затрат. Орошаемое земледелие больше чем в любой

другой отрасли народного хозяйства связано с качеством технологии, со степенью воздействия на аридную среду, с научным обоснованием выбора форм и допустимых масштабов вмешательства в природные процессы [2]. Многое зависит от своевременного и качественного выполнения прогрессивных агроприемов, отказа от упрощения агротехники, настойчивого поиска внутрихозяйственных резервов, широкого внедрения достижений науки и передового опыта. Особое значение ликвидации переуплотнения подпахотных горизонтов придается в зонах орошаемого земледелия, так как многолетняя обработка почвы на постоянную глубину, применение тяжелой мобильной техники, естественная усадка почвы при многократных поливах создают уплотненную "плужную подошву", которая препятствует проникновению в глубокие горизонты поливной воды и корней растений [5]. Рыхление занимает ведущее место в системе агротехнических мероприятий, поскольку определяет не только величину и стабильность урожая, но в значительной степени и эффективность многих важнейших звеньев агротехнического комплекса.

Анализ источников

Специалисты и ученые Российской академии сельскохозяйственных наук А. А. Жученко А. Н. Каштанов, В.И. Кирюшин, И. П. Кружилин, Н. А. Пронько, В. П. Часовских, А. Яблоков и другие считают, что идеальной формой интенсификации растениеводства должна быть биологическая система земледелия, при которой высокая продуктивность достигается преимущественно за счет применения органических удобрений, сидератов и использования потенциальных возможностей самого растения. Но этот путь интенсификации растениеводческого производства требует длительного времени. Результаты теоретических исследований и накопленный практический опыт свидетельствуют о необходимости дальнейшего совершенствования технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, основу которых должны составлять комплексные мелиоративные мероприятия, направленные как на получение необходимой продукции, так и на повышение плодородия почв, при внедрении энергосберегающих почвозащитных технологий [8].

Необходимость снижения уплотнения почв и сохранения их плодородия обусловлены тем, что на протяжении нескольких лет в Туркменистане происходит значительная отдача гектара, обедняя почву из-за нарушения технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Поэтому перед земледельцами, учеными, машиностроителями ставятся задачи по улучшению конструкций и разработке принципиально новых, специальных машин и орудий для почвощадящих технологий возделывания сельскохозяйственных культур на почвах с малым гумусовым слоем [10].

В связи с этим необходимость совершенствования технологии основной обработки почвы, создание новых комбинированных рабочих органов, с учетом физико-биологических свойств почвы региона и агротехнических требований при возделывании сельскохозяйственных культур, снижающих уплотнение пахотного слоя, а также энергозатраты на ее выполнение без снижения величины гумусового слоя является актуальной и своевременной. Обработка почвы, сочетающая вспашку с рыхлением, является наиболее приемлемой на полях Туркменистана и позволит сохранить плодородие почвы.

Методы исследования

Предметом исследований является закономерность улучшения обработки почвы при использовании новых универсальных средств механизации и снижения энергоемкости при рыхлении и нарезке аэрационного дренажа с внесением органоминеральных удобрений. Научная новизна заключается в аналитическом обосновании новых конструктивно-технологических схем универсального рыхлителя-кротователя и новых комбинированных рабочих органов для обработки почвы.

Основная часть

Для решения изложенных задач нами были разработаны специальные универсальные рыхлители-кротователи новой конструкции, защищенные авторским свидетельством. Получены теоретические выражения, определяющие их основные конструктивные параметры.

Вскрытие дрен позволило прийти к выводу, что в почвах с тяжелым механическим составом основной приток к дренам происходил через наружные стенки, так как коэффициент фильтрации почвы в междренном пространстве был ниже, чем в монолите. Однако благодаря наличию двух спаренных кротовин, интенсивность поступления воды в дрены была значительно больше, чем в одиночные дрены. Полости дрен были весьма устойчивы. Следует отметить, что при данной конструкции аэра-ционного дренажа количество воды, отводимой дренажем по сравнению с притоком воды непосредственно через щель в дрену, уменьшилось и практически определялось фильтрационными способностями почвы. Благодаря такой конструкции аэрационного дренажа схема притока воды к дренам значительно изменилась, что позволило снизить градиент напора, а следовательно, и предотвратить суффозионный вынос частиц почвы. В области земледелия разработаны: ресурсосберегающие прие-

мы основной обработки на тяжелых почвах Туркменистана с использованием новых орудий для механической обработки почвы, позволяющие экономить 27,0 % дизельного топлива при полной ликвидации смыва почвы; эффективные ресурсосберегающие способы, обеспечивающие при сохранении высокой продуктивности хлопчатника экономию материально-технических ресурсов до 40 % по сравнению с традиционным механическим.

Рассматриваемое устройство отличается от известных аналогов совокупностью признаков, обеспечивая подготовку почвогрунта на глубину и ширину возделываемого рядковым способом растения при одновременном внесении жидких удобрений в слои разрыхленного почвогрунта на весь его объем. Улучшение водопроницаемости и водного режима при глубоком рыхлении почвы связано с улучшением воздухопроницаемости аэрации. Этот комплекс условий благоприятствует развитию микробиологической деятельности и улучшению количества растворимых питательных веществ во всем корнеобитаемом слое культурных растений. Следовательно, для нарезки аэрационного дренажа и рыхления подпахотного уплотненного слоя теоретически и экспериментально исследованы и разработаны оптимальные параметры аэрационного дренажа и глубокорыхлителя (НАД-2-60), при этом также можно установить приспособление для внесения органоминеральных жидких удобрений (НАД-2-60М) (рис. 1, 2).

а)

Рис. 1. Схема устройства, вид сбоку (а) и разрез А-А (б): 1 - вертикальный нож; 2 - нижний задней части режущей подковы; 3 - дренеры;

4 - полость; 5 - боковые сопла; 6 - узкая щель; 7 - клапан; 8 - нижний долотообразный зуб: 9 - верхний долотообразный зуб; 10 - носок долотообразного зуба; 11 - нижний зуб; 12 - клиновидный зуб; 13 - усеченные дренеры; 14 - шарнир; 15 - тяга; 16 - шарнир

Т Г и и 7 и

Устройство содержит полый вертикальный нож 1 с закрепленной подвижно на подкове к его пятке парой дренеров 3 с зеркальными скосами в междренье, а процесс дренирования происходит с одновременной дозированной подачей влаги в зону деформации из отверстий в вертикальном ноже. Предложенное решение относится к мелиоративной технике и может быть использовано в области орошаемого земледелия для ускорения процесса рассоления тяжелых почв промывными поливами, а также для улучшения аэрационных свойств тяжелых почв (рис. 1. а).

Таким образом, за проходом устройства в почве образуются две параллельные дрены, наружные поверхности (половины) которых в монолите с сохранением естественной структуры почвы, а внутренние поверхности (в междренной зоне) в искусственно уплотненной почве. Влажность почвы в придренной области будет находиться в пределах 22-25 % и со временем деформированный дренами влажный грунт консолидируется до природной прочности. Экспериментально доказано, что в условиях прочных почвогрунтов менее энергоемко резание почвы двухъярусным ножом с долотообразными режущими зубьями, расположенными так, чтобы как на верхнем ярусе, так и на нижнем происходило послойное резание грунта со сколом, направленным вперед и вверх, т. е. в сторону свободной поверхности почвы,

при этом происходит резание с перемещением срезаемой почвенной стружки в сторону с меньшим сопротивлением. После прохода такого двухъярусного рыхлителя, уплотнения почвы не происходит, а образовавшаяся траншея в поперечном сечении представляет собой трапецеидальную, скошенную к низу форму, заполненную разрыхленной почвой или нижележащим грунтом. Поступление влаги из сопел вертикального ножа по всей глубине, в количестве, необходимом для создания необходимой естественной влажности, позволит сформировать слой над кротовинами, устойчивый по скорости фильтрации при первом промывном поливе. Нож 1 по высоте имеет полость 4, а боковые грани снабжены соплами 5 малого расхода, выполненные в виде узких щелей 6 (рис. 1 а, б).

С тыльной стороны ножа 1 над дренерами установлен клапан 7, соединенный с полостью 4. Передняя часть ножа 1 имеет два установленных друг над другом и вынесенных вперед по ходу движения долотообразных зуба: нижнего 8 и верхнего 9, причем носок 10 верхнего зуба 9 вынесен вперед носка 10 нижнего зуба 8 на отрезок L, равный, или незначительно выступающий за линию скола почвы, от действия передней режущей плоскости 11 нижнего зуба 8. Вертикальная режущая кромка ножа 1 имеет клиновидную симметричную форму 12. Дренеры 3 имеют форму цилиндров, усеченных в передней части по ходу работы дренеров скосами 13, обращенными зеркально друг к другу. Носки дренеров 3 связаны с концами режущей подковы 2 посредством шарниров 14, а средняя часть подковы 2 посредством тяги 15 и шарнира 16 подвижно связана с пятой вертикального ножа 1.

При движении устройства вертикальный нож 1 прорезает узкую вертикальную щель в почве. Поверхность щели увлажняется поступающим раствором через сопла 5 малого расхода, что способствует за счет набухания процессу закрытия щели. Дренер 3 следует за ножом 1 и благодаря скосам, направленным в междренную полость, формирует уплотненную зону в междренье. Одновременная дозированная подача жидкой фазы из клапана 7 повышает влажность деформированной почвы. В результате создаются условия для формирования исходной структуры, которая существовала до прокладки кротовин. В качестве рабочей жидкости, помимо воды, может быть использована навозная жижа или раствор, содержащий личинки дождевых червей. Подача жидкости в вертикальный нож может производиться насосом, с приводом от ВОМ трактора.

Устройство позволяет выполнить дренаж высокопроизводительным методом в тяжелых почвогрун-тах аридной зоны, влажность которых обычно находится за пределами оптимальных величин. При этом уменьшается сопротивление почвы, что в последующем приведет к снижению расхода топлива [11]. Технология нарезки аэрационного дренажа разработана с учетом почвенных условий и биологических требований к развитию корневой системы хлопчатника. Усилие резания почвогрунта на докритической глубине на 20-25 % менее, чем при резании на закритической глубине, т.е. используя данный эффект в конструкции ножа можем снизить тяговое усилие по сравнению со сплошным ножом. Показана возможность установки приспособления для внесения с помощью рыхлителя органоминеральных жидких удобрений. Обоснована технология нарезки аэрационного дренажа и рыхления подпахотного слоя глу-бокорыхлителем, которая позволяет улучшить агротехнические показатели работы орудий при наименьших энергетических затратах. При этом значительно улучшается экологическая обстановка, сокращается промывная и поливная норма до 30 %, предотвращается повышение уровня грунтовых вод и процесс засоления [6, 7]. Предлагаемая технология внесения жидкого навоза обеспечивает обеззараживание органических удобрений, позволяет получить дополнительный источник энергии и улучшить экологическую обстановку [11].

Теоретически и экспериментально исследованы и разработаны оптимальные параметры аэрацион-ного дренажа и глубокорыхлителя (НАД-2-60М). Показана возможность установки приспособления для внесения с помощью рыхлителя органоминеральных жидких удобрений. Обоснована технология нарезки аэрационного дренажа и рыхления подпахотного слоя глубокорыхлителем, которая позволяет улучшить агротехнические показатели работы орудий при наименьших энергетических затратах. Устройство для глубокого рыхления почвы с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений прошло приемочные испытания в сельскохозяйственном акционерном обществе имени С. Розметова этрапа имени С. А. Ниязова Дашогузского велаята (рис. 2).

я^Ш Ш 1 I I т т I ^и

Рис. 2. Общий вид комбинированного НАД-2-60М (AZQ-2-60K) устройства для глубокого рыхления почвы с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений

Недостатком данного способа обработки почвы является необходимость предпосевного выравнивания поверхности почвы. Для устранения данного недостатка предлагается использовать разработанное на кафедре механизации животноводства и электрификации сельскохозяйственного производства УО БГСХА приспособление пальцево-ножевого типа к плугу. Ротационные машины и комбинированные агрегаты на их базе, позволяющие за один проход по полю выполнить несколько технологических операций, широко применяются в сельскохозяйственном производстве. Они наиболее полно удовлетворяют основным агротехническим требованиям, предъявляемым к машинам при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: тщательное рыхление почвы на глубину заделки семян и выравнивание поверхности поля. Комбинированный агрегат на базе плуга, совмещающий основную обработку почвы плугом ПЛН-3-35 и поверхностную обработку почвы приспособлением с приводом активных рабочих органов от ВОМ, агрегатируется с тракторами класса 1,4 (может агрегатироваться и с другими) (рис. 3).

Рис. 3. Общий вид агрегата с приспособлением 1 - корпус плуга; 2 - рама плуга; 3 - карданный вал; 4 - цепная передача; 5 - конический редуктор; 6 - копирующая лыжа; 7 - механизм изменения глубины обработки; 8 - приспособление пальцево-ножевого типа

Одного прохода агрегата достаточно при возделывании зерновых культур, рапса, пропашных и других сельскохозяйственных культур, при этом сокращение времени на обработку комков почвы, образующихся после прохода плуга, а также уменьшение числа проходов агрегата по полю позволяет

снизить энергозатраты до 18,4 % [15]. Сменные рабочие элементы прикрепляются болтовыми соединениями к дискам, выполненным заодно с приводным валом. Вал приводится во вращение посредством карданной передачи от ВОМ трактора через цепную передачу и одноступенчатый конический редуктор, расположенный на корпусе приспособления. Приспособление крепится к раме плуга с помощью двух подпружиненных кронштейнов, обеспечивающих соединение с плугом, а также защиту рабочих органов при встрече с возможными препятствиями (камень). Необходимая глубина хода рабочих органов регулируется перемещением копирующих лыж. В состав рабочих органов входят Г-образные ножи и Г-образные пальцы, что позволяет комбинировать различные схемы их установки в зависимости от типа почвы и агрофона.

Заключение

Таким образом, использование предлагаемого комбинированного агрегата НАД-2-60М решает техническую задачу снижения расхода топлива при подготовке тяжелого почвогрунта к возделыванию сельскохозяйственных культур рядовым способом. При этом существенно экономятся затраты на удобрения и на топливо для тракторов, вследствие чего растут доходы сельхозпроизводителя.

Использование агрегата НАД-2-60М совместно с приспособлением пальцево-ножевого типа обеспечивает совмещение основной и дополнительной обработок почвы в соответствии с агротехническими требованиями при снижении затрат энергии до 18,4 % за счет отсутствия разрыва во времени между обработками и уменьшении числа проходов агрегата по полю

Технико-экономические расчеты показали, что агромелиоративный прием позволяет снизить эксплуатационные расходы до 30 %, сократить промывную и поливную норму на 20-30 %, обеспечить оптимальной водно-воздушной режим почвы в аридной зоне и повышает урожайность хлопчатника до 10 ц/га.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабаев, А. Г. Влияние орошения на природные условия аридных земель Центральной Азии / А. Г. Бабаев // Международный научно-практический журнал. Проблемы освоения пустынь. - 1999. - № 1. - С. 3.

2. Борисенко, И. Б. Совершенствование ресурсосберегающих и почвозащитных технологий и технических средств обработки почвы в острозасушливых условиях Нижнего Поволжья: дисс. ... докт. техн. наук / В. И. Анискин. - Волгоград, 2006. - С. 4-402.

3. Анискин, В. И. Приоритеты стратегического развития механизации растениеводства / В. И. Анискин // Техника в сельском хозяйстве. - 2004. - №3. - С. 5-8.

4. Данатаров, А. Об экологической напряженности в аридной зоне / А. Данатаров // Тезисы докладов Междунар. науч. конф. (16-17 сентября 1993). Экологические проблемы при орошении и осушении. - Киев, 1993. - С. 7-8.

5. Данатаров, А. Устройство аэрационного дренажа в аридной зоне / А. Данатаров, К. Б. Сапаров // Мелиорация и водное хозяйство. Международный научный журнал. - 1994. - №2. - С. 24-26.

6. Данатаров, А. Обработка почвы как фактор улучшения структурных качеств и строения пахотного и подпахотного слоев орошаемых тяжелых почв в условиях Туркменистана / А. Данатаров, С. Ч. Ашыров // Вгсник Инженерно! академп Украш. - 2011. - Випуск 3-4. - С. 65-70.

7. Максименко, В. П. Комплексная мелиорация уплотненных почв на орошаемых землях: автореф. дисс.....д-ра

с.-х. наук / В. П. Максименко. - М., 2011. - 46 с.

8. Мальцев, А. В. Агроландшафтное обоснование агротехники на черноземе обыкновенном в отрогах Донецкого кряжа: дисс. ... канд. биол. наук / А. В. Мальцев. - Ростов-н/Д, 2008. - 21 с.

9. Орсик, Л. С. Состояние и перспективы механизации растениеводства России / Л. С. Орсик // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2002. - №1. - С. 2-5.

10. Ридигер, В. Р. Подпочвенное орошение по кротовым дренам / В. Р. Ридигер. - М., 1965. - С. 3-69.

11. Добышев, А. С. Комбинированный агрегат на базе плуга / А. С. Добышев, К. Л. Пузевич // Вестник Белорус. гос. с.-х. акад. - 2009. - № 2. - С. 156-161.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.