CC BY
8технические науки
УДК 631.151.2
ОСОБЕННОСТИ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ РАЗНОЙ
ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ
Андреев Олег Петрович, кандидат технических наук, доцент; ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Российская Федерация
Аннотация: При уплотнении пахотного слоя тракторами и сельскохозяйственными машинами усиливается эрозия почвы, также возрастают затраты на обработку, снижается эффективность применения удобрений, а в итоге и урожай. Усугубляет положение то обстоятельство, что в последнее время явно обозначилась тенденция увеличения массы машинно-тракторных агрегатов. От модели к модели тяжелеют и комбайны, а энергонасыщенным тракторам требуются большегрузные прицепы. Максимальное уплотнение происходит после первого прохода агрегата. С увеличением влажности почвы уплотняющее воздействие увеличивается. Для решения проблемы кафедра тракторов, автомобилей и эксплуатации машинно-тракторного парка РГАУ-МСХА проводила специальные исследования в учхозах «Михайловское» и «Дружба», на центральной машиноиспытательной станции и в ряде других хозяйств. Исследования показали, что ходовые системы тракторов сильно уплотняют почву, когда она рыхлая да к тому же еще и влажная. Для машинно-тракторных агрегатов предложены рекомендации по наиболее оптимальному значению давления воздуха в шинах прицепов при различной влажности почвы.
Ключевые слова: влажность почвы; транспортное средство; уборочный агрегат;урожайность; уменьшение затрат;рекомендации.
FEATURES OF HARVESTING GRAIN CROPS AT DIFFERENT SOIL HUMIDITY
Andreev Oleg Petrovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Timiryazev Russian State Agrarian University, Moscow, Russia
Abstract: When the arable layer is compacted by tractors and agricultural machines, soil erosion increases, processing costs also increase, the efficiency of fertilizer application decreases, and, as a result, the crop. The situation is aggravated by the fact that in recent years a tendency toward an increase in the mass of machine-tractor units has clearly become apparent. Harvesters are becoming heavier from model to model, and energy-intensive
tractors require heavy-duty trailers. Maximum compaction occurs after the first pass of the unit With increasing soil moisture, the compaction effect increases. To solve the problem, the Department of Tractors, Automobiles and the Operation of the Machine-Tractor Park of the RSAU-MSHA conducted special studies at the Mikhailovskoye and Druzhba educational facilities, at the central machine-testing station and at a number of other farms. Studies have shown that the tractor's undercarriage systems strongly compact the soil when it is loose and also wet. Recommendations for the most optimal value of air pressure in the tires of trailers with different soil moisture are proposed for machine-tractor units are given. Keywords: soil humidity; vehicle; harvesting unit; productivity; cost reduction; recommendations.
Для цитирования: Андреев, О. П. Особенности уборки зерновых культур при разной влажности почвы / О. П. Андреев. - Текст : электронный // Наука без границ. - 2020. - № 5 (45). - С. 35-41. - URL: https:// nauka-bez-granic.ru/№-5-45-2020/5-45-2020/
For citation: Andreev O.P. Features of harvesting grain crops at different soil humidity // Scince without borders, 2020, no. 5 (45), pp. 34-41.
К факторам, отрицательно влияющим на рост и развитие растений, относится уплотнение пахотного слоя тракторами и сельскохозяйственными машинами. При этом усиливается эрозия почвы, возрастают затраты на обработку, снижается эффективность применения удобрений, а в итоге - и урожай. Усугубляет положение то обстоятельство, что в последнее время явно обозначилась тенденция увеличения массы машинно-тракторных агрегатов. Так, ДТ-75 весил 6 тонн, Т-150К - 8, а масса К-701 - уже 13,5 тонны. От модели к модели тяжелеют и комбайны. Энергонасыщенным тракторам требуются большегрузные прицепы. И хотя у них повышенное количество колес, что снижает давление на почву, однако это не спасает положения из-за многократных проходов их по одной колее.
Придавая серьезное значение этому вопросу, кафедра тракторов, автомобилей и эксплуатации машинно-тракторного парка МСХА проводила специальные исследования в учхозах «Михайловское» и «Дружба», на центральной машиноиспытательной станции и в ряде других хозяйств. В частности, изучалось воздействие на почву ходовых систем колесных и гу-
сеничных тракторов класса тяги от 14 до 60 кН как серийных, так и экспериментальных, с пневмогусеницами и сдвоенными колесами (Т-90С, МТЗ-142, ЛТЗ-145).
Исследования показали, что ходовые системы тракторов сильно уплотняют почву, когда она рыхлая да к тому же еще и влажная. Деформации в сложении и строении почвы распространяются на глубину не менее 40 сантиметров. Они зависят в основном от массы агрегата, числа проходов его по полю и состояния почвы. Наибольшие изменения наблюдаются в 10-сантиметровом слое. Причем максимальное уплотнение происходит после первого прохода агрегата, повторные же оказывают влияние в меньшей степени. С увеличением влажности почвы уплотняющее воздействие машин на нее также повышается. Например, при влажности, превышающей физическую спелость почвы на 3-4 %, степень уплотнения возрастает на 6-12 %. Характер изменения плотности дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы при внесении органических удобрений показан в табл. 1 (данные в скобках означают давление в пневмо-шинах прицепа).
Таблица 1
Варианты Плотность почвы после внесения органики, г/см3
в слое
0-10 см 10-20 см 20-30 см
Т-150К 1,36 1,30 1,42
Т-150К+ПРТ10 (0,37МПа) 1,42 1,34 1,36
Т-150К+ПРТ10 (0,22МПа) 1,41 1,37 1,37
Т-150К+ПРТ10 (0,13МПа) 1,40 1,32 1,32
Известно, что агрономически ценный почвенный агрегат дерново-подзолистых почв может выдержать нагрузку в 0,75-1,5 килограмма на квадратный сантиметр. А давление колесных тракторов на почву превышает 3 килограмма, поэтому структура разрушается, агрофизические свойства ухуд-шаются.
Однако в ряде случаев, например, при движении по стерне, при внесении органических удобрений, выполнении уборочных и некоторых других работ отрицательный эффект проявляется слабо, особенно на легких и среднесуглинистых почвах нормальной влажности. Поэтому обработку полей нужно проводить при физической спелости почвы, которая зависит от механического состава, содержания гумуса и степени окультуренности пахотного слоя.
На ЦМИС испытывалась также эффективность внутрипочвенного рыхления с внесением жидкого навоза культиватором АВМ-2,8 в агрегате с тракторами Т-150К и МТЗ-80. Плот-
ность почвы после прохода первого агрегата в слое 0-20 сантиметров оказалась ниже, чем на контроле. Это снижение составило 0,11 грамма на кубический сантиметр. Объясняется оно тем, что рабочие органы агрегата расположены сзади. Они и разрыхляли пласт после прохода колес. Это очень существенно при использовании большегрузных машин.
Плотность почвы после прохода агрегата МТЗ-80+АВМ-2,8 мало отличается от контрольного варианта (табл. 2). Уплотнение верхнего 10-сантиметрового слоя составило всего 0,02 грамма, в последующих горизонтах изменений практически не произошло (влажность почвы в пахотном слое в момент обработки была в пределах 18-19 %).
Рыхлое состояние почвы, вызванное ее обработкой и внутрипочвенным внесением жидкого навоза, значительно повысило урожайность кукурузы на зеленый корм. Прибавка составила 31,4 центнера с гектара.
Таблица 2
Вариант Слой почвы, см Плотность почвы, г/см3
0 10 1,14
Контроль 10 - 20 1,24
20 - 30 1,28
0 10 1,35
После прохода агрегата 10 - 20 1,42
20 - 30 1,47
После прохода агрегата (куль- 0 - 10 1,16
тиватор в рабочем положе- 10 - 20 1,24
нии) 20 - 30 1,25
Участок, обработанный куль- 0 - 10 1,16
тиватором без внесения жид- 10 - 20 1,24
кого навоза 20 - 30 1,25
Переуплотнение почв ходовыми системами машинно-тракторных агрегатов нарушает условия роста растений, снижает урожайность (пшеницы - до 46 %, картофеля - до 27 %), повышает удельное сопротивление почв при последующей обработке в 1,5-1,8 раза.
При известных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур различные машинно-тракторные агрегаты проходят по полю до 15 раз за сезон. Среднее давление, создаваемое колесными тракторами, -8,5-16,5 н/см2, гусеничными тракторами 6-8 н/см2. Максимальное давление, создаваемое колесными тракторами, достигает до 56 н/см2. Поворотные полосы прикатываются колесами машин до 20 раз за сезон и лишь около 15 % площади поля не подвергается уплотнению ходовыми системами.
Общее снижение урожайности, например, ячменя по следу тракторов К-701 и Т-150К составляет соответственно 36 % и 30 %, по следу МТЗ-80 - до 25 %.
В последнее время наметилась тен-
денция к увеличению массы уборочной техники. Так, СК-5 «Нива» имел массу 10040 кг, а Дон -1200 уже весит 18205 кг.
В условиях России во время уборки зерновых почва, как правило, имеет высокую влажность и, как следствие, низкую несущую способность. Поэтому применять тяжелую уборочную технику в этих условиях надо умело.
В частности, уменьшить уплотнение почвы и снизить затраты на горюче-смазочные материалы можно путем сокращения числа проходов по полю уборочной техники.
Этого можно добиться при использовании безотходной технологии уборки зерновых и трав на семена с обмолотом на стационаре. Технологический процесс включает в себя скашивание с измельчением, погрузку измельченной массы в транспортные средства, доставку ее к стационарному пункту обмолота и обмолот.
Для скашивания с измельчением используется комбайн Е-280, масса которого 8350 кг. Более легкий силосоу-
борочный комбайн позволяет убирать зерновые на почвах с низкой несущей способностью, т.е. на переувлажненных. Для данной технологии вместо Е-280 возможно использование ЯСК-170, а также МПУ-150.
Для вывоза с поля измельченной массы используется машинно-тракторный агрегат в составе К-701 + ПСТ-Ф-60 или Т-150К + ПСТ-Ф-60 (ПСТ-Ф-60 тракторный прицеп емкостью 60 м3, созданный на базе прицепа ПРТ-16). Он транспортируется тракто-
Эти рекомендации применимы также к машинно-тракторным агрегатам, включающим прицепы ПРТ-16 или РЖТ-16 при внесении удобрений.
ром К-701, но проведенные исследования показали, что замена его на трактор Т-150К дает ощутимую экономию топлива.
Для машинно-тракторных агрегатов, состоящих из К-701 + ПСТ-Ф-60 и Т-150К + ПСТ-Ф-60, предложены рекомендации по наиболее оптимальному значению давления воздуха в шинах прицепов при различной влажности почвы (табл. 3), обеспечивающие расходование топлива и минимальное уплотняющее воздействие на почву.
Давление воздуха в шинах Т-150К и К-701 - согласно заводским рекомендациям.
Таблица 3
МТА, с-х. машины Влажность почвы, %
15 20 25
Давление воздуха в шинах, МПа
по расходу топлива по уплотняющему воздействию по расходу топлива по уплотняющему воздействию по расходу топлива по уплотняющему воздействию
К-701+ 0,13 0,13 0,13 0,22 0,13 0,22
Т-150К + 0,22 0,22 0,13 0,37 0,13 0,22
Е-280 0,22 0,22 0,13 0,13 0,13 0,13
СК-5 0,13 0,22 0,13 0,13 0,13 0,13
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреев, О. П. Повышение эффективности использования агрегатов для уборки зерновых культур по индустриально-поточной технологии (в условиях центрального района НЗ) : специальность 05.20.03 «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Андреев Олег Петрович ; Московский агроинженерный университет имени В. П. Горячкина. - Москва, 2000. - 161 с. - Текст : непосредственный.
2. Зангиев, А. А. Выбор ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур / А. А. Зангиев, О. Н. Дидманидзе, О. П. Андреев. - Москва : ООО
«УМЦ Триада», 1994. - 124 с. - Tекст t непосредственный
3. Пуляев, Н. Н. Определение оптимального количества заправочных средств при уборке зерновых культур с помощью уборочно-транспортного комплекса / Н. Н. Пуляев. - Tекст t непосредственный // Объединенный научный журнал. - 2005.
- № 25 (153). - С. 58-60.
4. Андреев, О. П. Tранспортное обеспечение многофазной уборки зерновых культур в центральном районе РФ / О. П. Андреев, К. С. Бордаков. - Tекст t непосредственный // В сборник Автотранспортная техника XXI ВЕКА сборник статей III Международной научно-практической конференции. Под редакцией О. Н. Дидманидзе, Н. Е. Зимина, Д. В. Виноградова. - 2018. - С. 203-211.
5. Дидманидзе, О. Н. Проектирование производственных процессов в растениеводстве с использованием компьютерных технологий / О. Н. Дидманидзе, О. П. Андреев, А. Н. Журилин. - Москва t ООО «УМЦ Триада», 2018. - 150 с. - Tекст t непосредственный.
6. Андреев, О. П. Tранспортное обеспечение уборки зернобобовых культур / О. П. Андреев. - Tекст t непосредственный // В сборник Доклады ТСХА. - 2019. - С. 19-23.
7. Чутчева, Ю. В. К вопросу обновления парка тракторов в Российской Федерации / Ю. В. Чутчева, Ю. С. Коротких, Н. Н. Пуляев. - Tекст t непосредственный // Экономика сельского хозяйства России. - 2020. - № 5. - С. 19-24.
8. Андреев, О. П. Эффективное использование техники - основа индустриально-поточной технологии / О. П. Андреев. - Москва t ООО «УМЦ Триада», 2016. - 124 с.
- Tекст t непосредственный
9. Пуляев, Н. Н. Системный подход к проблеме ресурсосберегающего использования машинно-тракторных агрегатов в растениеводстве / Н. Н. Пуляев, В. Л. Пильщиков.
- Tекст t непосредственный // Международный технико-экономический журнал. -2019. - № 4. - С. 75-81.
10. Андреев, О. П. Научные основы моделирования производственных процессов в АПК t монография / О. П. Андреев, Д. Г. Асадов, О. Н. Дидманидзе. - Москва t ООО УМЦ Триада», 2017. - 180 с. - Tекст t непосредственный.
11. Андреев, О. П. Tранспортное обеспечение технологических процессов уборки зерновых культур / О. П. Андреев, О. Н. Слепцов. - Tекст t непосредственный // В сборник Чтения академика В. Н. Болтинского (115 лет со дня рождения) Сборник статей семинара. Под редакцией М. Н. Ерохина. - 2019. - С. 147-152.
12. Андреев, О. П. Обеспечение рационального использования техники при производстве чая / О. П. Андреев, Р. Н. Дидманидзе. - Москва t ООО «УМЦ Триада», 2016. - 124 с. - Tекст t непосредственный.
13. Андреев, О. П. Снижение простоев подвижного состава автомобильного транспорта с использованием систем глобального позиционирования / О. П. Андреев, М. А. Tамбовцев. - Tекст t непосредственный.// Международный научный журнал. - 2015. - № 3. - С. 74-76.
REFERENCES
1. Andreev O.P. Povyshenie effektivnosti ispol'zovaniya agregatov dlya uborki zernovyh kul'tur po industrial'no-potochnoj tekhnologii (v usloviyah central'nogo rajona NZ) [Improving the efficiency of the use of aggregates for harvesting crops using industrial-flow technology (in the conditions of the central district of NZ)]. kandidata tekhnicheskih nauk ,Moscow, 2000, 161 p.
2. Zangiev A.A., Didmanidze O.N., Andreev O.P. Vybor resursosberegayushchih tekhnologij vozdelyvaniya sel'skohozyajstvennyh kul'tur [The choice of resource-saving technologies
of cultivation of agricultural crops]. Moscow, OOO «UMC «Triada», 1994, 124 p.
3. Pulyaev N.N. Opredelenie optimal'nogo kolichestva zapravochnyh sredstv pri uborke zernovyh kul'tur s pomoshch'yu uborochno-transportnogo kompleksa [The choice of resource-saving technologies for the cultivation of crops]. Ob"edinennyj nauchnyj zhurnal, 2005, no. 25 (153), pp. 58-60.
4. Andreev O.P., Bordakov K.S. Transportnoe obespechenie mnogofaznoj uborki zernovyh kul'tur v central'nom rajone RF [Transport support for multiphase harvesting of grain crops in the central region of the Russian Federation]. V sbornike: Avtotransportnaya tekhnika XXI VEKA sbornik statej III Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Ed. O.N. Didmanidze, N.E. Zimin, D.V. Vinogradov, 2018, pp. 203-211.
5. Didmanidze O.N., Andreev O.P., Zhurilin A.N. Proektirovanie proizvodstvennyh processov v rastenievodstve s ispol'zovaniem komp'yuternyh tekhnologij [Design of production processes in crop production using computer technology]. Moscow, OOO «UMC «Triada», 2018, 150 p.
6. Andreev O.P. Transportnoe obespechenie uborki zernobobovyh kul'tur [Leguminous crops transportation support]. V sbornike: Doklady TSKHA, 2019, pp. 19-23.
7. Chutcheva Yu.V., Korotkih Yu.S., Pulyaev N.N. K voprosu obnovleniya parka traktorov v Rossijskoj Federacii [On the issue of updating the tractor fleet in the Russian Federation]. Ekonomika sel'skogo hozyajstva Rossii, 2020, no. 5, pp. 19-24.
8. Andreev O.P. Effektivnoe ispol'zovanie tekhniki - osnova industrial'no-potochnoj tekhnologii [Efficient use of technology is the basis of industrial-line technology]. Moscow, OOO «UMC «Triada», 2016, 124 p.
9. Pulyaev N.N., Pil'shchikov V.L. Sistemnyj podhod k probleme resursosberegayushchego ispol'zovaniya mashinno-traktornyh agregatov v rastenievodstve [A systematic approach to the problem of resource-saving use of machine-tractor units in crop production]. Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal, 2019, no. 4, pp. 75-81.
10. Andreev O.P., Asadov D.G., Didmanidze O.N. Nauchnye osnovy modelirovaniya proizvodstvennyh processov v APK : monografiya [The scientific basis for the modeling of production processes in the agricultural sector: monograph]. Moscow, OOO UMC «Triada», 2017, 180 pp.
11. Andreev O.P., Slepcov O.N. Transportnoe obespechenie tekhnologicheskih processov uborki zernovyh kul'tur [Transport support of technological processes of grain harvesting]. V sbornike: Chteniya akademika V. N. Boltinskogo (115 let so dnya rozhdeniya) Sbornik statej seminara. Pod redakciej M.N. Erohina, 2019, pp. 147-152.
12. Andreev O.P., Didmanidze R.N. Obespechenie racional'nogo ispol'zovaniya tekhniki pri proizvodstve chaya [Ensuring the rational use of technology in tea production]. Moscow, OOO «UMC «Triada», 2016, 124 pp.
13. Andreev O.P., Tambovcev M.A. Snizhenie prostoev podvizhnogo sostava avtomobil'nogo transporta s ispol'zovaniem sistem global'nogo pozicionirovaniya [Reducing downtime in rolling stock of vehicles using global positioning systems]. Mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal, 2015, no. 3, pp. 74-76.
Материал поступил в редакцию 13.05.2020
© Андреев О.П., 2020
