CC BY
0Процессы и машины агроинженерных систем
УДК 631.316.2 Код ВАК 4.3.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ РАБОЧЕГО ОРГАНА КУЛЬТИВАТОРА
КПС-4, НА ПОЧВАХ СРЕДНЕГО УРАЛА К.МЛотетня1* ХФГБОУ ВО Уральский ГАУ, Екатеринбург, Россия *E-mail: gto992@mail.ru
Аннотация. Данная статья посвящена вопросу выбора рациональных видов рабочих органов культиватора КПС-4. В статье рассматривается возможность применения культиватора КПС-4 с выбранными рабочими органами для внесения удобрений внутрипочвенно при использовании сберегающей технологии обработки почвы STRIP-TILL что дословно переводиться как полосная почвообработка. В результате проделанной работы выбрана оптимальная компоновка рабочего органа для технологи STRIP-TILL. В статье рассмотрены преимущества технологии STRIP-TILL её основные особенности и зоны применения.
Оценка компоновки культиватора и способ внесения удобрения был проведен в 2020-2021 г. в ФГБОУ ВО Учебно-опытное хозяйство УральскогоГАУ Свердловская область, Белоярский район, п. Студенческий.
Анализ проведенного опыта включал несколько целей таких как равномерность внесения удобрений и возможность применения модернизированного для этого культиватора КПС-4М.
В результате проведённого опыта оценена схема компоновки модернизированного культиватора. Установлено что для работы требуется исключить один ряд рабочих органов культиватора КПС-4, а оставшиеся рабочие органы модернизировать в соответствии с поставленными задачами о определении рациональных видов рабочих органов культиватора.
Ключевые слова: удобрения, культиватор, культивация почвы, поверхностная обработка, ленточное внесение удобрений, жидкие комплексные удобрения.
DETERMINATION OF THE RATIONAL DESIGN OF THE WORKING BODY OF THE CULTIVATOR KPS-4, ON SOILS OF THE MIDDLE URAL
K.M.Potetnya1* 1Ural State Agrarian University, Yekaterinburg, Russia *E-mail: gti992@mail.ru
Annotation. This article is devoted to the issue of choosing rational types of working bodies of the KPS-4 cultivator. The article discusses the possibility of using the KPS-4 cultivator with selected working bodies for applying fertilizers intrasoil when using the conservation technology of tillage STRIP-TILL, which literally
translates as strip tillage. As a result of the work done, the optimal layout of the working body for the STRIPTILL technology was chosen. The article discusses the advantages of STRIP-TILL technology, its main features and areas of application.
An assessment of the layout of the cultivator and the method of applying fertilizer was carried out in 20202021 at the FGBOU VO Educational and experimental farm of the Ural State Agrarian University, Sverdlovsk Region, Beloyarsky District, Studenchesky Settlement.
The analysis of the experience included several goals, such as the uniformity of fertilizer application and the possibility of using the KPS-4M cultivator upgraded for this purpose.
As a result of the experiment, the layout of the modernized cultivator was evaluated. It has been established that for work it is required to exclude one row of working bodies of the KPS-4 cultivator, and to modernize the remaining working bodies in accordance with the tasks set to determine the rational types of working bodies of the cultivator.
Keywords: fertilizers, cultivator, soil cultivation, surface tillage, band fertilization, liquid complex fertilizers.
Постановка проблемы (Introduction)
В настоящее время в России преобладает традиционная обработка почвы плугом. Такая обработка почвы помогает аэрировать почву, вносить пожнивные остатки и бороться с сорняками для подготовки посевного ложа. Вымывание питательных веществ из почвы является негативным фактором работы с плугом но смягчить данный фактор позволяет внесение удобрений.
Внесение удобрений может быть различными способами, но интерес для данной работы представляет внутрипочвенный способ внесения удобрений совмещённый с методом обработки почвы по технологии STRIP-TILL
Технология STRIP-TILL дословно переводиться как полосная почвообработка, это технология считается средней между технологией нулевой обработки NO-TILL и технологией классической обработки почвы. При технологии полосной почвообработки поле обрабатывают полосами что позволяет оставлять остальную площадь поля не тронутой. В современном сельскохозяйственном обществе технология STRIP-TILL считается современной и актуальной. Преимуществом данной технологии является возможность внесения удобрений одновременно с обработкой почвы специальными машинами. Технология STRIP-TILL была разработана и впервые применена в США. Применение технологии STRIPTILL позволяет вносить удобрение на заданную глубину в ряды что в последствии позволяет возделываемой культуре создать сильную корневую систему вблизи питательных веществ.
Благодаря применению технологии STRIP-TILL отсутствует классическая свальная технология обработки почвы что на прямую позволяет избежать эрозии почвы и выветривания плодородного слоя.
При наличии специальной техники на возделывании почвы можно сэкономить до 25% ГСМ по причине обработки почвы (культивация) и внесении удобрений, так же не стоит забывать что большая часть земли остается не тронутая и ресурсы на её обработку не тратятся.
В результате внесения удобрений внутрипочвенно в ряды можно сэкономить до 30 % удобрений по причине их внесения не по всей площади широкими паласами, а только в местах будущего роста растений. [1, 2]
Европейский и Американский опыт показывает, что при применении данной технологии урожайность в сравнении с классической технологией увеличивается на 15-25%, а затраты на средства защиты и удобрения уменьшаются до 35% что влечет за собой повышение прибыли.
Современная сельхоз техника позволяет широко применять различные способы внесения удобрений в различных дозах и концентрациях. Растение должно получать питательные вещества в необходимом количестве и в срок и чем правильнее будет внесено удобрение и чем строже соблюдены все сроки и требования, тем больше вероятность хорошего урожая.
Применение рациональных видов рабочих органов на предлагаемом модернизированном культиваторе КПС-4М с технологией STRIP-TILL является актуальным[7, 8].
Методология и методы (Methods)
Анализ трудов учёных УральскогоГАУ по данному вопросу и результаты предыдущих лет работы в области внутрипочвенного внесения жидких комплексных удобрений в виде жидкостно-воздушной смеси позволили выработать оптимальное решение по нахождению рациональных видов рабочих органов культиватора.
В качестве культиватора был взят стандартный культиватор КПС-4 и проведена его модернизация с целью получения возможности внесения удобрений внутрипочвенно. Как итог был получен комбинированный агрегат способный не только культивировать почву, но и вносить удобрения внутрипочвенно в заданных дозах на заданную глубину в виде сплошной лкнты. Рабочие органы так же требовали модернизации, которая была проведена. В процессе модернизации рабочих органов были проверены несколько вариантов расположения подкормочных трубок, защитных экранов, форм форсунок, и выбраны наиболее оптимальные. [3]
Для работы по технологии STRIP-TILL был снят один ряд рабочих органов и заменен распределитель удобрений.
Область исследования и полевой эксперимент:
Опыт проводился в 2020 г. в ФГБОУ ВО Учебно-опытное хозяйство Уральского ГАУ Свердловская область, Белоярский район, п. Студенческий.
Опыт был поставлен на дерново-подзолистых почвах.
При обработке комплексное минеральное удобрение вносили внутрипочвенно с помощью специально разработанного культиватора КПС-4М, равномерно на глубину 6-12 см работы проводились модернизированными рабочими органами культиватора, удобрение вносилось под лапу культиватора.
Рисунок 1. Рабочий орган культиватора КПС-4М.
В качестве рабочих органов были взяты модернизированные стрельчатые лапы с шириной захвата 220 и 330 мм оборудованные подкормочными трубками с плоскофакельными форсунками. (рис. 1) Испытание проводилось трёх делянках шириной 8 метров и длиной 25 метров с расстоянием между делянками 12 метров.
Результаты (Results)
В ходе полевых испытаний с применением культиватора КПС-4М пришлось дополнительно изготовить профиломер для снятия одного ряда (гребня) поверхности поля по прохождения и после прохождения культиватора и горизонтального взятия почвенных проб для определения зоны распространения ЖКУ в почве.
Взятие почвенных проб производилось горизонтальным введением бура в направлении прохода агрегата. После взятия пробы доводились до воздушно сухого состояния, перетирались и отправлялись в лаборатории ФГБОУ ВО Уральский ГАУ на факультете агротехнологий и землеустройства, где анализировались на содержание подвижного фосфора. Определение рационального вида рабочего органа для культиватора КПС-4 определялось зоной распределения ЖКУ в почве. Определение проводилось при внесении двумя рабочими органами с одной трубкой (рис. 2 и 3) и двумя подкормочными трубками с форсунками. (рис. 4 и 5)[4, 5, 6]
ЬидЛ &тдА.
Рисунок 3. Рабочий орган культиватора КПС-4М. с одной подкормочной трубкой
О
Рисунок 4 . Рабочий орган культиватора КПС-4М. с двумя подкормочными трубками
Рисунок 5 . Рабочий орган культиватора КПС-4М. с двумя подкормочными трубками Из рисунка 6 видно, что зона распространения ЖКУ от одной подкормочной трубки в ширину
Рисунок 6 . Распространение в почве ЖКУ 1-стойки окучников; 11-стойки лап 220 мм с одной подкормочной трубкой; Ш-рейка профиломера. Профиль поля:1-до прохода агрегата; 2-после прохода; 3-дно борозды; 4-
положение направляющей рамы кура; 5-зона распространения ЖКУ у левой лапы. На рисунке 7 показана зона распространения ЖКУ от двух подкормочных трубок. Общая ширина
Рисунок 7 . Распространение в почве ЖКУ 1-стойки окучников; 11-стойки лап 330 мм с двумя подкормочными трубками; Ш-рейка профиломера. Профиль поля:1-до прохода агрегата; 2-после прохода; 3-дно борозды; 4-
положение направляющей рамы кура; 5-зона распространения ЖКУ у левой лапы. На рисунке 7 показана зона распространения ЖКУ от двух подкормочных трубок.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
С учетом способа внесения удобрений, дозы удобрений и слоя почвы, а также взаимодействие этих факторов содержание в почве фосфора, калия. Влияние способа внесения удобрений, дозы удобрений, слоя почвы и взаимодействия факторов.
Результаты проведённого анализа внесения удобрений показали что рациональным видом рабочих органов для культиватора КПС-4 в поставленных нами условиях при применении технологии STRIPTILL является рабочий орган имеющий стрельчатую лапу 330 мм с защитным экраном и двумя подкормочными трубками с форсунками.
В почве, отобранной на делянках, где удобрения вносились из двух трубками было замечено большее значение фосфора в почве нежели чем при использовании одной трубки.
Применение двух подкормочных трубок на одном рабочем органе дозволило добиться большой равномерности распределения удобрений по гребню и позволило внести удобрения на большую площадь.
Библиографический список
1. Потетня, К. М. Возможность внесения жидких комплексных удобрений в виде жидкостной воздушной смеси в почву при сплошной культивации / К. М. Потетня // Направления развития технического сервиса : Материалы Всероссийской студенческой научно-практической конференции, Екатеринбург, 26 ноября 2020 года. Том выпуск 3. - Екатеринбург: Уральский государственный аграрный университет, 2021. - С. 87-91. - EDN CWDBOX.
2. Потетня, К. М. Питательный стресс почвы как следствие использования непропорциональных норм химических удобрений / К. М. Потетня // Научно-технический вестник: Технические системы в АПК. - 2023. - № 1(17). - С. 35-43. - EDN IJXGRH.
3. Патент на полезную модель № 215302 U1 Российская Федерация, МПК A01C 23/04, A01B 49/06. Комбинированный агрегат для внутрипочвенного внесения и эффективного распределения жидких комплексных удобрений с одновременной обработкой почвы : № 2022116071 : заявл. 14.06.2022 : опубл. 07.12.2022 / М. Л. Юсупов, А. Н. Зеленин, К. М. Потетня [и др.] ; заявитель Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Уральский Государственный Аграрный Университет". - EDN NBFKJS.
4. Потетня, К. М. Механизация процесса внесения жидких удобрений в капельно-воздушном виде / К. М. Потетня, А. Н. Зеленин // От импортозамещения к экспортному потенциалу: научно-инновационное обеспечение разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий, технических средств и цифровой платформы АПК, Екатеринбург, 25-26 февраля 2021 года. - Екатеринбург: Уральский государственный аграрный университет, 2021. - С. 131-132. - EDN PRPGIK.
5. Губанов, Д. А. Модернизация лап культиватора КПС-4 с целью получения возможности внесения жидких комплексных удобрений в виде жидкостно-воздушной смеси / Д. А. Губанов, К. М. Потетня, А. А. Садов // Молодежь и наука - 2021 : Сборник трудов международной научно-практической
конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Екатеринбург, 19 марта 2021 года. -Екатеринбург: Уральский государственный аграрный университет, 2021. - С. 156-159. - EDN FFIUEM.
6. Потетня, К. М. Обоснование конструкции подкормочных трубок для внесения жидких комплексных удобрений в виде жидкостно-воздушной смеси / К. М. Потетня, А. А. Садов // Научно-технический вестник: Технические системы в АПК. - 2021. - № 3(11). - С. 36-41. - EDN DMEWMG.
7. Эйсерт Э. К. и др. Локальное внесение жидких комплексных удобрений.. - Химия в сельском хозяйстве, 1980, № 3, с. 23-25
8. Агрохимия: курс лекций. В 3 ч. Ч 1.Удобрения: виды, свойства, химический состав / Л.А. Михайлова; М-во с.-х. РФ, федеральное гос. бюджетное образоват. учреждение высшего. образов. «Пермская гос. с.-х. акад. им. акад. Д.Н. Прянишникова». - Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2015. - 426 с 2.
References
1. Potetnya, K. M. The possibility of introducing liquid complex fertilizers in the form of a liquid air mixture into the soil during continuous cultivation / K. M. Potetnya // Directions for the development of technical service: Proceedings of the All-Russian Student Scientific and Practical Conference, Yekaterinburg, November 26, 2020 . Volume issue 3. - Yekaterinburg: Ural State Agrarian University, 2021. - P. 87-91. - EDN CWDBOX.
2. Potetnya, K. M. Soil nutritional stress as a consequence of the use of disproportionate norms of chemical fertilizers / K. M. Potetnya // Scientific and technical bulletin: Technical systems in the agro-industrial complex. - 2023. - No. 1(17). - P. 35-43. - EDN IJXGRH.
3. Utility model patent No. 215302 U1 Russian Federation, IPC A01C 23/04, A01B 49/06. Combined unit for subsoil application and effective distribution of liquid complex fertilizers with simultaneous soil cultivation: No. 2022116071: Appl. 06/14/2022 : publ. 07.12.2022 / M. L. Yusupov, A. N. Zelenin, K. M. Potetnya [and others]; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ural State Agrarian University". - EDN NBFKJS.
4. Potetnya, K. M. Mechanization of the process of applying liquid fertilizers in a drop-air form / K. M. Potetnya, A. N. Zelenin // From import substitution to export potential: scientific and innovative support for the development and implementation of resource-saving technologies, technical means and the agro-industrial complex digital platform, Yekaterinburg, February 25-26, 2021. - Yekaterinburg: Ural State Agrarian University, 2021. - P. 131-132. - EDN PRPGIK.
5. Gubanov, D. A., Potetnya K. M., Sadov A. A. Modernization of the paws of the KPS-4 cultivator in order to obtain the possibility of applying liquid complex fertilizers in the form of a liquid-air mixture / D. A. Gubanov, K. M. Potetnya, A. A. Sadov // Youth and science - 2021: Proceedings of the international scientific-practical conference of students, graduate students and young scientists, Yekaterinburg, March 19, 2021. -Yekaterinburg: Ural State Agrarian University, 2021. - P. 156-159. - EDN FFIUEM.
6. Potetnya, K. M. Justification of the design of feeding tubes for applying liquid complex fertilizers in the form of a liquid-air mixture / K. M. Potetnya, A. A. Sadov // Scientific and technical bulletin: Technical systems in the agro-industrial complex. - 2021. - No. 3(11). - S. 36-41. - EDN DMEWMG.
7. Eysert E. K. et al. Local application of liquid complex fertilizers. Chemistry in agriculture, 1980, No. 3, p. 23-25
8. Agrochemistry: a course of lectures. At 3 pm H 1. Fertilizers: types, properties, chemical composition / L.A. Mikhailov; M-in s.-x. RF, federal state budget education. higher institution. images. "Perm state. s.-x. acad. them. acad. D.N. Pryanishnikov. - Perm: CPI "Prokrost", 2015. - 426 p. 2.
