CC BY
33
УДК 631.5:632.934:633.5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АППЛИКАТОРОВ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОСЕВОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
А.И. ЗАВРАЖНОВ1, доктор технических наук, академик РАН, главный научный сотрудник (e-mail: president@mgau.ru)
А.В. БАЛАШОВ1, кандидат технических наук, доцент (e-mail: vitin@mail.ru)
С.В. ДЬЯЧКОВ1, кандидат технических наук, доцент
А.Н. ОМАРОВ1, аспирант
С.П. СТРЫГИН2, кандидат технических наук, научный сотрудник
Мичуринский государственный аграрный университет, ул. Интернациональная, 101, Мичуринск, Тамбовская обл., 393760, Российская Федерация
2Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве, пер. Ново-Рубежный, 28, Тамбов, 392022, Российская Федерация
Резюме. Одно из направлений совершенствования технологии обработки посевов сахарной свеклы - сочетание механического и химического способов борьбы с сорняками. Так как в защитной зоне рядка растений уничтожить сорняки механическим способом практически невозможно, применяют ленточное внесение гербицидов. При обработке посевов важны не только рыхление междурядий и химическая обработка растений, но и их внекорневая подкормка, при которой питательные элементы поступают через листовую поверхность и эффективно усваиваются, обеспечивая растения всеми необходимыми веществами в точном соответствии с их потребностями в критические фазы развития. Мы разработали усовершенствованную технологию обработки посевов на основе запатентованного способа для внесения листовых удобрений и гербицидов. Для ее реализации предложен комбинированный агрегат с аппликаторами для ленточного внесения гербицидов с двух сторон рядка растений и внекорневой подкормки микроудобрениями и стимуляторами роста по листовой поверхности с возможностью настройки подачи рабочих растворов с учетом фазы развития растений, а также выполнения механических междурядных обработок. В зависимости от фазы развития растений на этом агрегате целесообразно устанавливать распылители с наконечниками для сплошного конусного распыления рабочих растворов жидких микроудобрений с углом факела распыла 30° вертикально на расстоянии от листовой поверхности до 120-150 мм, с углом факела распыла 45° -50-75мм, с углом факела 60°-до 50 мм. Обработку гербицидами совместно с междурядной обработкой можно осуществлять распылителями с углом факела распыла 30°, установленными под углом 45° на расстоянии от 100 до 130 мм.
Ключевые слова: сахарная свекла, механическая и хими-
ческая обработка посевов, внекорневая подкормка, комбинированный агрегат, аппликатор, углы факела распыла и расположение распылителей.
Для цитирования: Определение конструктивных параметров аппликаторов для локальной обработки посевов сахарной свеклы / А.И. Завражнов, А.В. Балашов, С.В. Дьячков, А.Н. Омаров, С.П. Стрыгин// Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. №1. С. 52-55.
Для получения высоких урожаев сахарной свеклы, наряду с выращиванием высокопродуктивных гибридов, необходимо использовать энергосберегающие технологии, основанные на совмещении технологических приемов борьбы с сорняками и болезнями, подкормок и механической междурядной обработки. При несоблюдении требований агротехники по уходу за посевами, даже при незначительном количестве сорняков, урожай сахарной свеклы снижается на 20-50 %. В первую половину вегетации культура не способна успешно конкурировать с сорной растительностью в потреблении воды, элементов питания, света, которая использует перечисленные ресурсы в количестве в 3-5 раз большем, чем растения свеклы [1]. Поэтому в свеклосеющих хозяйствах уделяют особое внимание уходу за посевами с применением про-
Рис. 1. Схема обработки посевов сахарной свеклы на разных фазах развития растений: -высота растения, см; - диаметр листовой поверхности, см.
В Е
S IS g Й 3
*Ü = s а
у1
/
/ у /
/
^^^—1 г
2 3 4 5 в рядках в междурядьях
Фазы развития растений, пара настоящих листьев, смыкание листьев
а)
б)_
2 3 4 5 в ря,'1ках я
междурядьях
Фазы развития растений, пара настоящих листьев, смыкание листьев
Рис. 2. Изменение высоты и диаметра листовой поверхности (а, о - высота растения, см; • - диаметр листовой поверхности, см), а также площади листовой поверхности (б) отдельно стоящего растения на различных фазах развития свеклы.
грессивных технологий и использованием высокопроизводительных машинно-тракторных агрегатов.
Цель исследований - определение конструктивных параметров технического средства с аппликаторами для комбинированной обработки посевов сахарной свеклы.
Условия, материалы и методы. Опрыскивание посевов сахарной свеклы желательно выполнять с помощью специальных устройств - аппликаторов, позволяющих точно сориентировать распылители относительно обрабатываемых культурных растений и сорняков для дозировки рабочих растворов и их локальной подачи непосредственно на листья или полосу почвы около рядка растений. Это позволяет предотвратить перерасход дорогостоящих гербицидов и жидких удобрений. На аппликаторы могут быть установлены распылители с наконечниками для сплошного конусного распыления.
Для выбора типа наконечника распылителей и определения мест их установки на аппликаторах были проведены исследования в лабораторных условиях на специально изготовленных стендах по общепринятым и частным методикам. Конструкция стендов предусматривала возможность изменения положения распылителей относительно обрабатываемой поверхности как по высоте с ориентацией относительно оси рядка растений и листовой поверхности, так и по углу наклона с учетом выбранных наконечников [2, 3] с различными углами факела распыла и давления подачи воды, подкрашенной в различные цвета. При этом распылители для внекорневой подкормки растений ориентировали над остью рядка с возможностью изменения высоты расположения и угла наклона относительно трафарета с нанесенными окружностями различных диаметров, имитирующих площадь листовой поверхности отдельно стоящего растения на различных фазах развития. Распылители для ленточного внесения гербицидов ориентировали с двух сторон относительно оси рядка с возможностью изменения высоты расположения и угла наклона относительно трафарета с нанесенной разметкой, имитирующей ширину защитной зоны.
При исследованиях фиксировали форму и определяли площадь пятна распыла при различных положениях распылителей относительно обрабатываемых поверхностей.
Результаты и обсуждение. На основании анализа современных технологий возделывания сахарный свеклы мы разработали схему обработки посевов на разных фазах развития растений (рис. 1).
Выбор метода обработки посевов сахарной свеклы зависит от уровня засоренности. В случае, когда она незначительная проводят механическую обработку, а при высокой - применяют химические средства защиты растений [4, 5].
Правильная механическая обработка почвы в междурядьях основана на всестороннем изучении биологических особенностей культуры, ее требований к водно-воздушному и питательному режимам, а также на необходимости систематического уничтожения сорняков. В то же время механическое уничтожение сорняков пропашным культиватором в защитной зоне рядка практически невозможно.
Исследования по изучению сочетания различных приемов обработки посевов сахарной свеклы показывают, что максимальный эффект достигается при совместном использовании механического и химического способов [6-8]. Такая система защиты посевов сахарной свеклы в период ее вегетации может быть успешно реализована путем создания нового комбинированного агрегата, позволяющего проводить ленточное внесение гербицидов с одновременной междурядной обработкой посевов и внекорневой подкормкой [9-11].
Для сахарной свеклы очень важно обеспечивать интенсивность роста и развития в ранние фазы [4, 12].
Рис. 3. Схема для определения площади распыливания при обработке растений сахарной свеклы в зависимости от угла факела распыливания и расположения распылителя: 1 - растение свеклы; 2 - листья растения; 3 - место установки верхнего распылителя для внекорневой подкормки; 4 - место установки бокового распылителя для гербицидов; Н - высота установки верхнего распылителя; а - угол факела распыла; р -угол наклона оси факела распыла относительно горизонтали; в., в2 - составляющие общей площади распыливания.
45
40
0
Практика показывает, что эффективность некорневых подкормок возрастает при совмещении механической обработки почвы с химической. В фазе первой-второй пары настоящих листьев (через 10-15 дней после посева) проводят первую междурядную обработку пропашным культиватором на глубину 5 см с защитной зоной шириной 5-6 см и вносят комплексные удобрения на листовую поверхность растений. Вторую междурядную обработку осуществляют через 10-15 дней после предыдущей или по мере необходимости на глубину 6-8 см пропашным культиватором с защитной зоной 10-12 см.
Одновременно с междурядными обработками можно вносить гербициды, инсектициды, фунгициды. Для достижения максимального эффекта при минимальном воздействии гербицидов на культурные растения желательно исключать попадание их растворов на листовую поверхность. При этом в междурядьях для экономии химических средств целесообразно проводить обработку культиваторными лапами (см. рис. 1).
ляются следующими зависимостями (рис. 3): „, ^ Н2 виг —
71 хн 9
- о
а
СОВ —Х81П 2
эт2
Р +
а
а . 0 а соз —Х81П р — 2 { 2
(1)
(2)
В общем виде суммарная площадь распыливания при обработке распылителем с круглой формой распыла определяется выражением:
5 =
. оО.
вт
сое
1
1
эт Р +— вт р
(3)
1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
2ооо ^юою
30
ооооооо оюоюоюо
Т-Т-СМСМСОСО^
45
ОООоОООО
оюоюоюою сосо-^ Т-Т- смсм
60
1000
900
800
700
600
500
Высота установки распылителей относительно поверхности почвы Н, мм Угол наклона оси факела распыла относительно горизонтали, в, град.
Рис. 4. Зависимость длины большой оси эллипса от параметров распыливания при фиксированных углах наклона оси факела распыла относительно горизонтальной поверхности почвы: ■ - а = 30°; □ - а = 45°; □ - а = 60°.
В процессе развития растений в зависимости от фено-фазы изменяются размеры отдельных листьев и высота их расположения над поверхностью почвы, площадь и диаметр листовой поверхности отдельно стоящего растения. В зависимости от вида и сроков обработки должны изменяться установка и расположение распылителей на аппликаторе.
В результате фенологических наблюдений за ростом сахарной свеклы гибрида Крокодил было установлено, что высота растений в зависимости от фазы развития варьирует от 3,3 до 32,7 см, диаметр листовой поверхности - от 2,5 до 46 см, а ее площадь в фазе смыкания рядков составляет около 1700 см2 (рис. 2). На основании этих данных можно определить параметры установки распылителей, согласованные с показателями их работы в зависимости от типа и места их установки.
Рассмотрим характер изменения диаметра пятна и площади распыливания при изменении высоты расположения и угла наклона распылителей.
Общую площадь распыливания при расположении распылителя под различными углами наклона относительно горизонтали р и углами факела распыла а можно выразить суммой составляющих Б1 и Б2, которые опреде-
где Б - общая площадь обработки поверхности почвы одним распылителем, см2; Н - высота установки распылителя относительно поверхности почвы, см; а - угол факела распыла, град; р - угол наклона оси факела распыла относительно горизонтальной поверхности почвы, град.
На основании анализа зависимости длины большей оси эллипса пятна распыливания при фиксированных углах наклона оси факела распыла относительно горизонтальной поверхности почвы можно заключить следующее. Длина большей оси эллипса пятна распыливания возрастает прямо пропорционально с увеличением угла факела распыла и высоты расположения распылителей при уменьшении угла наклона относительно горизонтальной поверхности почвы (рис. 4). При этом она варьирует от 1200 мм в случае использования распылителя с факелом распыла 600, установленного на высоте
75
90
£ 400
300
200
100
1
— ; р-
——1 Г - .— 1 1 л \
-с г > 1-
___ г____
О
200 300 400 500
Высота расположения распылителя над обрабатываемой поверхностью, мм
Рис. 5. Диаметр пятна распыливания в зависимости от углов распыла распылителей, расположенных вертикально на разных высотах: угол факела распыла - ♦ - 45 град. Э; А - 60 град. Э; • - 90 град. Э; О - 45 град. Т; Л - 60 град. Т; О - 90 град. Т (Э - экспериментальные значения; Т - теоретические).
в
400 мм и наклоненного под углом 300, до 25 мм - от распылителя с факелом распыла 300, установленного вертикально на высоте 50 мм.
Площадь пятна распыливания рабочих растворов зависит от высоты установки распылителя, угла а конуса распыла и угла ß установки распылителя относительно вертикали. При установке распылителя в вертикальном положении пятно распыливания имеет форму круга. Результаты экспериментальных и теоретических исследований по определению диаметра пятна распыливания в зависимости от углов распыла распылителей, расположенных вертикально на разных высотах показывают, что для внекорневой подкормки растений сахарной свеклы в зависимости от фазы развития целесообразно устанавливать распылители с углом факела распыла 45° вертикально на расстоянии от листовой поверхности до 150 мм, а с углом факела распыла 90° - до 300 мм (рис. 5).
Выводы. В зависимости от засоренности и фазы развития растений сахарной свеклы возможны следующие технологические схемы обработки посевов:
при внесении микроудобрений и стимуляторов роста с одновременной междурядной обработкой (при малой засоренности или при отсутствии сорняков) в работу включаются только распылители с определенным углом распыла, расположенные над листовой поверхностью растений на заданной высоте;
для уничтожения сорняков в работу включаются только распылители с определенным углом распыла, расположенные по обе стороны рядка на установленной высоте под углом наклона и одновременно производится обработка междурядий;
для одновременного внесения микроудобрений, гербицидов и междурядной обработки в работу включаются все аппликаторы технического средства.
Литература.
1. Бородин А.А., Четин А.Д., Чмелева Л.Е. Планирование защиты сахарной свеклы в зависимости от мониторинга засоренности почвы// Сахарная свекла. 2007. № 4. С. 24-27.
2. Теория и практика опрыскивания: методическое пособие [Электронный ресурс]. / И.А. Редкозубов, Ю.Ю. Ротенберг, Т.В. Раскатова, Р. Хайнкель. М., 2010. URL: http://storage3.fermer.ru/58233/dupontlechler-prezentaciya_2010.pdf (дата обращения 10.07.2016).
3. Форсуночная техника: справочник [Электронный ресурс]. URL: http://www.technospray.ru/downloads/dop/nozzles-tech. pdf (дата обращения 10.07.2016).
4. Нанаенко А.К., Ренгач П.Н., Лоскутов А.И. Сочетание обработок в междурядьях и защитных зонах// Сахарная свекла. 2006. № 4. С.14-16.
5. Обоснование возможности и условий применения импульсного метода внесения жидких рабочих растворов/А.И. За-вражнов, А.Н. Омаров, А.В. Балашов, М.К. Бралиев // Наука и образование XXI века: опыт и перспективы: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию Конституции Республики Казахстан и Ассамблеи народа Казахстана, № II20-21 ноября. Уральск: Изд-во ЗКАТУ, 2015. С. 322-325.
6. Блочно - модульный агрегат для возделывания пропашных культур / А.В. Балашов, Ж.Ж. Зайнушев, А.Н. Омаров, А.И. Завражнов, С.В. Соловьев//Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2015. № 2. С. 163-170.
7. Бухтояров Д.Н., Никульников И.М., Пузиков Л.С. Технологический регламент борьбы с сорняками в посевах сахарной свеклы агротехническими и химическими средствами // Резервы увеличения производства сахарной свеклы и сахара: ытр. ВНИИСС. Воронеж: Изд-во «Кварта». 1990. С. 119-130.
8. Воронин В.М., Щеглов Н.В. Сравнительная продуктивность разновидностей свеклы//Сахарная свекла. 2009. № 5. С. 38-40.
9. Способ для внесения листовых удобрений и гербицидов / В.И. Горшенин, Ю.А. Тырнов, А.В. Балашов, А.Н. Омаров, А.Г. Абросимов, И.А. Дробышев, С.В. Соловьев, Н.В, Папихина. А.В. Алехин//Патент РФ № 25422124, МПКА01В 79/02: заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» №2013111175/13, 20.02.2015, Бюл. № 5. 8 с.
10. Балашов А.В. Результаты исследования распылительных форсунок при обработки пропашных культур/А.И. Завражнов, С.В. Соловьев, А.Н. Омаров, А.В. Балашов // Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции - новые технологи и техника нового поколения для растениеводства и животноводства: сборник научных докладов XVIII международной научно-практической конференции, 23-24 сентября 2015. Тамбов: Издательство Першина Р.В. 2015. С.61-63.
11. Омаров А.Н. Исследование процессов совмещения механических и химических способов обработки посевов свеклы //Наука в центральной России.- 2016.-№3.- С. 54-60.
12. Велецкий И.А. Методические указания по применению гербицидов ленточным способом. М: Колос, 1990, 31 с.
DETERMINATION OF DESIGN PARAMETERS OF APPLICATORS FOR LOCAL PROCESSING
OF SUGAR BEET CROPS
A.I. Zavrazhnov 1, A.V. Balashov12, S.V. Djyachkov1, A.N. Omarov1, S.P. Strygin2
1Michurinsk State Agrarian University, ul. Internatsional'naya, 101, Michurinsk, Tambovskaya obl., 393760, Russian Federation 2All-Russian Research Institute of Application of Equipment and Oil Products in Agriculture, per. Novo-Rubezhnyi, 28, Tambov, 392022, Russian Federation
Abstract. One way to improve the technology of processing of sugar beet crops is a combination of mechanical and chemical methods of weed control. Since it is almost impossible to destroy weeds in the protection zone of a plant mechanically, the belt application of herbicides is used. When processing the crops not only the loosening of inter-row spacing and chemical processing of plants are important, but their top-dressing, in which the nutrients are received through the leaf surface and efficiently absorbed, providing plants by all necessary substances in strict accordance with their needs in the critical phases of development. We developed an advanced technology of crop processing on the basis of a patented method for application of foliar fertilizers and herbicides. To realize the improved crop processing technology we proposed a combined unit with applicators for belt application of herbicides on both sides of the row of plants and foliar feeding by micro fertilizers and growth stimulants with an adjustable supply of process solutions, taking into account the phase of plant development and the implementation of mechanical row cultivations. Depending on the phase of plant development it is advisable to install sprayers with nozzles for the continuous conical spray of liquid process solutions of micro fertilizers with the spray cone angle of 30 degrees, vertically, at the distance to the leaf surface of 120-150 mm. In the case of the angle of the spray cone of 40 degrees the distance should be 50-75 mm, of 60 degrees- up to 50 mm. The treatment by herbicides in conjunction with the cultivation of inter-row spacing could be carried out by sprayers with the angle of the spray cone of 30 degrees, set at the angle of 45 degrees at the distance from 100 to 130 mm. Keywords: sugar beet, mechanical and chemical treatment of crops, foliar feeding, combined aggregate, applicator, angles of the spray cone and arrangement of spayers.
Author Details: A.I. Zavrazhnov, D. Sc. (Tech.), member of the RAS, chief research fellow (e-mail: president@mgau.ru); A.V. Balashov, Cand. Sc. (Tech.), assoc. prof.; S.V. Djyachkov, Cand. Sc. (Tech.), assoc. prof.; A.N. Omarov, post graduate student; S.P. Strygin, Cand. Sc. (Tech.), research fellow.
For citation: Zavrazhnov A.I., Balashov A.V., Djyachkov S.V., Omarov A.N., Strygin S.P. Determination of Design Parameters of Applicators for Local Processing of Sugar Beet Crops. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2017. V. 31. No.1. Pp. 52-55 (in Russ.).
