CC BY
9
graph], Krasnoyarsk: Krasnoyarsky gos. agr. un-t, 2017, 198 p. (In Russian)
9. Filin V.M., Zverev S.V. Shelushenie belogo lyupina na mashinakh maloy proizvoditel'nosti [Hulling white lupine on small machines], Kombikorma, 2014, No 7-8, pp. 48-50. (In Russian)
10. Filin V.M. Proizvodstvo belkovogo kontsentrata v usloviyakh fermerskogo khozyaystva [Protein concentrate production on a farm], Kombikorma, 2017, No 11, pp. 35-38. (In Russian)
Сведения об авторах
Краснов Иван Николаевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии и средства механизации АПК», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-928-137-98-08. E-mail: krasnov1310@rambler.ru.
Пасечников Иван Иванович - аспирант кафедры «Технологии и средства механизации АПК», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зерно-граде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-928-611-48-13. E-mail: achgaa@achgaa.ru.
Горбанёв Юрий Сергеевич - магистрант кафедры «Технологии и средства механизации АПК», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зерно-граде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-988-905-993. E-mail: Yuragorbaniov@gmail.com.
Поэта Роман Васильевич - аспирант кафедры «Техническая механика и физика», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация).
Information about the authors
Krasnov Ivan Nikolaevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Technologies and means of mechanization in agro-industrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-928-137-98-08. E-mail: krasnov1310@rambler.ru.
Pasechnikov Ivan Ivanovich - postgraduate student of the Technologies and means of mechanization in agro-industrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-928-611-48-13. E-mail: achgaa@achgaa.ru.
Gorbanev Yuri Sergeevich - master's student of the Technologies and means of mechanization in agro-industrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-988-905-993. E-mail: Yuragorbaniov@gmail.com.
Poeta Roman Vasilievich - postgraduate student of the Technical mechanics and physics, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» (Rostov region, Russian Federation).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.
УДК 632.98:632.08:631.348.35
СНИЖЕНИЕ РИСКА АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПОЛОСОВОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ В РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
© 2021 г. М.В. Мезникова, И.Б. Борисенко, Е.И. Улыбина
Отрасль сельскохозяйственного производства является антропогенной для природных ресурсов. Для сохранения и восстановления нарушенных земель и снижения повреждающего воздействия на воздух, растения и почву необходимо применять ресурсосберегающие технологии. Для пропашных культур рекомендуется применение полосовой технологии Strip-till. Однако применение данной технологии предусматривает увеличение нагрузки на почву в области внесения химических средств защиты растений. Поэтому подход к технологическому процессу внесения рабочего раствора требует совершенствования, а машины для внесения химикатов нуждаются в переоборудовании для реализации подхода по снижению объема вносимых веществ. В статье предложено техническое решение по переоборудованию серийных опрыскивателей штангового типа для выполнения полосового способа химической обработки и представлены результаты исследований предложенного технологического процесса в рамках реализации полосовой технологии. Техническое решение направлено на повышение эффективности использования рабочего раствора за счет рационального распределения по объектам воздействия и равномерности его внесения. Применяемый способ полосовой химической обработки сельскохозяйственных культур способствует снижению гектарной нормы рабочего раствора. Это достигается перераспределением рабочего раствора с междурядья в зону полосы с культурными растениями. При этом норма внесения на объект и качество обработки не снижаются. Техническое решение заключается в дооборудовании серийного опрыскивателя специальными корпусами-делителями с расстоянием установки, равным ширине посева. При этом
функция сплошного опрыскивания была сохранена, то есть опрыскиватель становится универсальным для применения и при сплошном, и при полосовом опрыскивании. Переключение с одной функции на другую выполняется без привлечения дополнительного инструмента прямо в полевых условиях. При переключении на полосовое опрыскивание распыление рабочего раствора производится строго по полосам произрастания культурного растения и охватывает всю поверхность стебля и листьев. Это позволяет снизить затраты на внесение жидких средств химизации и точно перераспределять рабочий раствор.
Ключевые слова: точное земледелие, избирательное воздействие, пропашные культуры, полосовая обработка, органическое земледелие, продовольственная безопасность, технологический процесс, объемное опрыскивание, ресурсосбережение, импортозамещение.
Для цитирования: Мезникова М.В., Борисенко И.Б., Улыбина Е.И. Снижение риска антропогенного воздействия при выполнении полосовой химической обработки в ресурсосберегающей системе земледелия // Вестник аграрной науки Дона. 2021. № 1 (53). С. 18-26.
REDUCING THE RISK OF ANTHROPOGENIC IMPACTS WHEN PERFORMING STRIP CHEMICAL TREATMENTS
IN A CONSERVATION AGRICULTURE SYSTEM
© 2021 M.V. Meznikova, I.B. Borisenko, E.I. Ulybina
The agricultural production industry is anthropogenic to natural resources. In order to preserve and restore disturbed lands and reduce the damaging impact on air, plants and soil, it is necessary to apply resource-saving technologies. Strip-till technology is recommended for row crops. However, the application of this technology involves an increased load on the soil in the area of application of chemical plant protection products. Therefore, the approach to the technological process of working solution application requires improvement, and the machines for applying chemicals need to be re-equipped to implement the approach to reduce the volume of applied substances. The article proposes a technical solution for the re-equipment of serial boom-type sprayers to perform strip chemical treatment and presents the results of studies of the proposed technological process in the framework of the implementation of strip technology. The technical solution is aimed at improving the efficiency of the working solution due to rational distribution to the objects of influence and uniformity of its application. The applied method of strip chemical treatment of crops helps to reduce the hectare norm of working solution. This is achieved by redistributing the working solution from the inter-row to the zone of the strip with cultivated plants. In this case, the application rate per object and quality of treatment are not reduced. The technical solution is to equip the serial sprayer with special divider bodies with the installation distance equal to the sowing width. In doing so, the function of the continuous spraying was retained. In other words, the sprayer becomes a universal sprayer for use with both solid and striped spraying. Switching from one function to the other can be done without the need for additional tools directly in the field. When switching to strip spraying, the spraying solution is sprayed strictly along the strips of the crop and covers the entire surface of the stem and leaves. This reduces the cost of applying liquid chemicals and allows the spray solution to be redistributed accurately.
Keywords: precision farming, selective impact, row crops, strip-tillage, organic farming, food security, technological process, volumetric spraying, resource conservation, import substitution.
For citation: Meznikova M.V., Borisenko I.B., Ulybina E.I. Reducing the risk of anthropogenic impacts when performing strip chemical treatments in a conservation agriculture system. Vestnik agrarnoy nauki Dona = Don agrarian science bulletin. 2021; 1 (53): 18-26. (In Russ.)
Введение. Важнейшими компонентами биосферы являются почва и почвенный покров. Состояние почвенных ресурсов является индикатором благополучия экосистемы. В процессе своей деятельности человек загрязняет не только почву, но и воздух, воду. В почве происходит накопление тяжелых металлов, остатков пестицидов и других химикатов и загрязнителей, которые впоследствии приводят к нарушениям естественных процессов, протекающих в природной среде.
Современные проблемы антропогенного воздействия на биосферу особо значимы в сфере техногенеза через спектр влияния геохимического фактора. В процессе производственной деятельности человека выделяется значительное количество загрязняющих веществ, часть которых сразу попадает в почву, а часть
является загрязнителями воды и атмосферы. В конечном итоге, это приводит также к загрязнению почв. В результате образования техногенных геохимических аномалий провоцируются процессы накопления и миграции загрязнителей на вершинах пищевых пирамид. Этому способствует необоснованное внесение химических препаратов в области химической защиты растений. В последние годы грамотное применение ресурсосберегающих технологий не только ресурсообосновано, но и экономически выгодно, так как они позволяют сокращать затраты и добиваться повышения урожайности производимых культур. В настоящее время ресурсосберегающий подход активно реализуется посредством технологии полосовой обработки Strip-till [1]. Технология предусматривает обработку почвы в пределах полосы, в которой растет и
развивается культурное растение, а технологические операции помогают созданию благоприятных условий для их роста и развития. Междурядье остается необработанным, что позволяет накапливать растительные остатки и снижать за счет этого эрозионные процессы, удерживать влагу, производить разуплотнение почвы в необработанной полосе естественным путем. Сорная растительность в междурядье оказывается в худших условиях по сравнению с культурными растениями в обработанных полосах, хуже развивается и погибает. Наилучшие результаты достигаются при выращивании в системе полосового земледелия пропашных культур, отзывчивых на глубину обработки (подсолнечник, кукуруза, соя, сорго, горчица и другие). Хорошие перспективы в применении технологии полосовой обработки у бахчевых, овощных культур, хлопка. Данные направления показывают положительный эффект в экономических и энергетических аспектах при выращивании данных культур с шириной междурядья 0,9 и 1,2 м [2, 3]. На территории Волгоградской области полосовое земледелие возможно применять на культурах, выращиваемых на площади 914 тыс.га, а в целом по России на 14450 тыс.га. Этим подчеркивается перспективность разработки выбранного направления исследования. Существенным недостатком технологии Strip-till является увеличение затрат на химическую обработку и объемы внесения химических веществ. Поэтому одним из путей совершенствования полосовой технологии является сокращение затрат и снижение объемов внесения рабочего раствора. При этом важно, чтобы норма внесения химического вещества на объект воздействия оставалась прежней.
Как правило, технологические процессы защиты растений в полеводстве проводятся жидкими рабочими растворами на основе опрыскивания. Главным преимуществом жидких удобрений является рациональное их использование растениями [4]. Анализ структуры технологических процессов использования опрыскивателя при возделывании подсолнечника позволяет заметить, что операцию по внесению почвенного гербицида целесообразней проводить по технологии сплошного опрыскивания, а защиту от вредителей, болезней, листовую подкормку и десикацию следует проводить непосредственно на объекты воздействия, т.е. на выращиваемую культуру. В этой связи важно обосновать технологический процесс химической обработки растений с учетом конкретной выращиваемой культуры и фазы её развития [5, 6].
Методика исследования. Применение данного технологического подхода позволяет точечно перераспределять рабочий раствор с действующим веществом, что в результате снижает гектарные нормы, при этом норма внесения по объектам остается прежней. Кроме этого применение дифференцированного подхода к внесению химии позволит снизить стрессовые воздействия на культурные растения.
Командой ученых Волгоградского ГАУ предлагается усовершенствовать известный технологический процесс и конструкцию штангового опрыскивателя, приспособив его для обработки по полосам, где полосы произрастания культурных растений чередуются с незанятыми междурядьями [5, 7]. Поэтому целесообразно перераспределить рабочий раствор по полосам с одновременным охватом растения по всей поверхности в вертикальной плоскости (рисунок 1).
Рисунок 1 - Технологический процесс полосового опрыскивания
Это достигается техническим решением, которое заключается в применении боковых форсунок с ориентированными конусами распыла навстречу друг к другу (Патент РФ 2709762). Боковые форсунки следует располагать над междурядьями. Во время распыления рабочего раствора между верхними краями конусов распыла образуется зона пересечения с углом распыла менее 180 градусов, а нижние края находятся в зоне абриса проекции ряда растений на почву. Применение данного способа бокового распыла способствует преобразованию потоков распыла от каждой форсунки в новый более стабильный поток при их слиянии. То есть предлагаемый способ дает возможность достигать постоянства распределения (плотности) рабочего раствора в пределах обрабатываемой полосы независимо от вертикальных колебаний штанги.
Разработанное техническое решение позволяет за счет переключения между корпусами для нескольких распылителей оперативно настраивать опрыскиватель как на технологию сплошного, так и полосового распределения рабочего раствора.
Используя способ полосовой химической обработки растений, можно снизить гектарную норму химических средств ухода за растениями в пределах 25-45% относительно сплошной обработки, не снижая нормы и качества обработки объектов воздействия. Предварительные расчеты экономического эффекта выращиваемого подсолнечника на территории Волгоградской области только от внедрения технологии полосовой химической обработки составят в пределах 1150-1200 руб./га (по состоянию цен на 2020 г.).
Для достижения поставленной научной задачи в качестве изменения способа нанесения раствора на растение была смонтирована лабораторная установка, рабочим органом которой является трубка Dropleg с щелевыми форсунками на 65° и 80°. Лабораторная установка позволяет производить ряд исследований, направленных на определение производительности форсунок с течением времени при изменении давления в системе от 1 до 4 атмосфер, производить замеры горизонтального конуса распыла форсунками с определением точки перегиба при сужении конуса распыла к поверхности. Установка позволяет изменять высоту штанги по вертикали в зависимости от фазы
развития подсолнечника. Также можно изменять угол наклона конуса распыла относительно вертикальной оси форсунки на 35°, 45°, 55°. Характерной особенностью установки является возможность наблюдать за точкой слияния потоков, направленных под углом навстречу друг другу. Для обработки параметров конуса распыла была составлена программа и методика испытаний согласно ГОСТ, составлены карты для фиксирования параметров исследования. По полученным показаниям построены графики с помощью программы Excel. По фазам развития подсолнечника велись полевые наблюдения на протяжении всего роста и развития подсолнечника со строгой периодичностью. Все замеры фиксировались при помощи видео- и фотосъемки.
Результаты исследований и их обсуждение. Научные исследования нового способа нанесения рабочего раствора на растение направлены на изучение архитектурных особенностей фазы развития конкретной выращиваемой культуры и качества её обработки опрыскиванием. Согласно таблице комплексной защиты подсолнечника обработка производится и зависит от фазы развития, обусловленной ростом стебля и количеством пар листьев. Так, при росте до двух пар листьев проводится сплошная обработка защиты от сорняков, вредителей и болезней [3]. При достижении растением высоты 0,5 м сплошную обработку от болезней и листовую подкормку производить нецелесообразно. Кроме того верхние и нижние ярусы листьев будут перекрываться друг другом, а значит, качество обработки будет страдать. Для анализа данного предположения были произведены замеры подсолнечника, определены зависимости роста стебля культуры от ширины слоев листьев верхних и нижних ярусов. Верхние листья перекрывают нижние ярусы листьев, а значит капли рабочего раствора на данной фазе развития подсолнечника не будут в достаточной степени попадать на стебель, обратную и внешнюю стороны листьев, прикрытые верхними ярусами [3].
Все это будет приводить к развитию болезней и вредителей, меньшему эффекту от внесения от жидких комплексных удобрений и, в конечном итоге, снижению качества и количества урожая [9, 10]. Поэтому, на второй стадии научных исследований потребовалось изучить влияние угла наклона оси конуса распыла от
вертикали на параметры опрыскивания, для форсунок с конусом распыла 80° и 65°. Исследования проводились для углов наклона оси конуса распыла на 35°, 45° и 55° (рисунки 2, 3,
4). Изучено поведение верхних и нижних ветвей конуса распыла и определены зависимости влияния давления на геометрию боковых сторон конуса распыла.
§ 03 о ^
о g
& J £ *
О £= 1= О
Sí I
ГО
^ 05 05
° in О
t N
1000 900 800 700 600 500 400
и 05 s300
к в о th 200
н
а т th ei 100
ус
а т о с h /м 0
-0 м
• 4 атм/ 4atm
• атм 4 ••••••" 3атм/ 3atm
••••*••• атм 3
-л- 2атм/ 2atm - ■ - атм 2
—•• • 1атм/ 1atm —•- - 1атм/ 1atm
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
расстояние от вертикальной оси форсунки, мм/ distase frome the vertical axis of the nozzel, mm
Рисунок 2 - Зависимость геометрии абриса конуса распыла в поперечной плоскости от давления в системе для угла 35°
N
d N ГО О
^ ^ >2 О о t
ср -к я
х _S м
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
—•— 4атм/ 4atm ••"••" 3атм /3atm - А - 2 атм/ 2atm 1атм/ 1atm
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
расстояние от вертикальной оси форсунки, мм/distance frome the vertical axis of the nozzel, mm
Рисунок 3 - Зависимость геометрии абриса конуса распыла в поперечной плоскости от давления в системе для угла 45°
Экспериментальными исследованиями установлено, что форма конуса распыла сохраняется идентичной той, которая образуется при вертикальном распыле при отклонении потока от вертикальной оси форсунки на 0,6-0,8 м. Далее форма изменяется под действием гравитации и зависит от размера капель и интенсивно-
сти потока. При этом нижняя ветвь отклоняется от вертикальной оси в пределах 0,08 до 0,19 м. Соответственно, при слиянии двух противоположных потоков рабочий раствор переносится с необработанной части междурядья на обрабатываемую полосу (рисунок 5).
2 <ы
о
щ _Q го го
Ш И
£ И
>у ч-
81? 3 О)
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
4 атм/ 4 atm •■■■ 3 атм/ 3atm ▲— 2 атм/ 2atm ■ 1 атм/ 1atm
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
расстояние от вертикальной оси форсунки, мм/ distance frome the vertical axis of the nozzel, mm
Рисунок 4 - Зависимость геометрии абриса конуса распыла в поперечной плоскости от давления в системе для угла 55°
о о 05
О
g °
^ со
О R
Ю го
200 180 Ц160
И 140
о а
Ü 120
¥ Ш
ä >
5 05
i ^
аз s
о
100
оз
"rö 1_
05 -ET
05
E о
о
80 60 40 20
12 3 4
давление в системе, атм/ pressure in the sistem, atm
НИ* • отклонение нижней ветви от вертикальной оси угол 35/deviation of the lower branch from the vertical axis angle 35
отклонение нижней ветви от вертикальной оси угол 45/deviation of the lower branch from the vertical axis angle 45
отклонение нижней оси от вертикальной оси угол 55/deviation of the lower branch from the vertical axis angle 55
0
Рисунок 5 - Зависимость положения нижней ветви конуса распыла от давления в системе при разных углах отклонения оси форсунки
Определение данного факта экспериментальным путем позволяет сделать вывод относительно уменьшения загрязнения междурядья химическими растворами. Комплексное решение задачи в части перераспределения раствора позволяет при постоянной норме вылива на объект обработки (растение) уменьшать гектар-
ную норму внесения рабочего раствора. Важным аспектом в проведении химической обработки посевов является чувствительность качественных показателей и индикаторов безопасности к погодным условиям при одновременном соблюдении агротехнических сроков обработок. Предлагаемый техпроцесс и техническое реше-
ние по его выполнению способствуют решению проблемы влияния погодных условий, так как при слиянии боковых потоков новый образуемый поток характеризуется большей стабильностью, а снижение колебаний штанги в процессе работы опрыскивателя позволяет опускать штангу ниже к верхушкам культурных растений [2]. Это способствует снижению риска чрезмерного загрязнения окружающей среды. Применение предлагаемой технологии полосовой химической обработки и нового способа нанесения раствора на растение в будущем дает возможность оценить энергоэффективность и экономию рабочего раствора. С точки зрения практического подхода, на поле это будет выглядеть как улучшение объема захвата растения при направлении оси конуса распыла под углом 45°. Следствием является улучшение качественных показателей процесса распыления в части покрытия боковых листьев культуры. Если говорить о процентном соотношении, то захват покрытия увеличивается на 87,5% [13].
Выводы. Таким образом, по результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы. В применяемых технологических процессах химической обработки посевов подсолнечника не в полной мере учитываются архитектурные особенности растения, из-за чего снижается качество опрыскивания в фазе развития 2-8 пар листьев. Наиболее эффективным будет считаться новый способ нанесения раствора на растения с учетом перераспределения раствора с междурядья на обрабатываемую полосу. Для этого разработано техническое решение, которое позволяет смешивать потоки рабочих растворов, направленные навстречу друг к другу, с образованием нового потока. Применение бокового способа распыла позволяет при слиянии преобразовывать потоки распыла от каждой форсунки в новый, более стабильный поток, имеющий постоянные геометрические параметры с большей площадью покрытия у верхушки растений и неизменяемой при вертикальных колебаниях штанги опрыскивателя.
На основании теоретических расчетов с учетом предварительно полученных данных лабораторных и полевых испытаний снижение расхода рабочего раствора при обработке подсолнечника с междурядьем 0,7 м составляет 20-22%. В перспективе данную технологию
можно успешно применять при производстве овощных и бахчевых культур, а при обработке хлопчатника с междурядьем 0,9 м данная технология особенно актуальна, так как позволит достичь снижения объема химических веществ на 35-40%. Волгоградская область занимает одно из лидирующих мест по производству овощных культур, которые также можно выращивать по полосовой технологии. Также данная технология имеет хорошие перспективы при реализации на бахчевых культурах и лекарственных травах.
Литература
1. MI Guo Hua, WU DaLi, CHEN Yan Ling, XIA Ting Ting, FENG Guo Zhong, LI Qian, SHI Dong Fengl, SU Xiao Po, GAO Qiang. The ways to reduce chemical fertilizer input and increase fertilizer use efficiency in Maize in Northeast China. Scientia Agricultura Sinica. - 2018. - № 51(14) - P. 2758-2770.
2. Resource-saving method of chemical treatment of tilled crops / I.B. Borisenko, A.S. Ovchinnikov, M.V. Mezniko-va, S.D. Fomin, V.S. Bocharnikov, A.F. Rogachev and E.I. Ulybina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. The proceedings of the conference AgroCON-2019. 2019. С. 012092.doi:10.1088/1755-1315/341/1/012092.
3. Борисенко, И. Б. Научные аспекты технической модернизации опрыскивателей для химической защиты подсолнечника / И.Б. Борисенко. М.В. Мезникова, Е.И. Улыбина // Известия Нижневолжского агроуниверси-тетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2020. - № 4 (60). - С. 340-349.
4. Чурзин, В.Н. Влияние способов основной обработки на водно-физические свойства чернозема южного и урожайность гибридов подсолнечника / В.Н.Чурзин, А.О. Дубовченко // Известия Нижневолжского агроунивер-ситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2020. - № 3 (59). - С. 181-189.
5. Чурзин, В.Н. Урожайность гибридов подсолнечника в зависимости от влагообеспеченности посевов на черноземах Волгоградской области / В.Н. Чурзин, А.О. Дубовченко // Известия Нижневолжского агроунивер-ситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2020. - № 1 (57). - С. 158-167.
6. Strip-till technology - a method for uniformity in the emergence and plant growth of winter rapeseed (Brassica napus L.) in different environmental conditions of Northern Poland / I. Jaskulska, L. Gat^zewski, M. Piekarczyk, D. Jaskulski // Italian Journal of Agronomy. - 2018. - № 13 (3). - P. 194-199.
7. Борисенко, И.Б. Агротехнические подходы при проектировании рабочего органа минимальной обработки почвы с полосным углублением/ И.Б. Борисенко, М.Н. Шап-ров, П.И. Борисенко // Известия Нижневолжского агроуни-верситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. - № 4 (32). - С. 193-197.
8. Canales, E. Modeling the choice of tillage used for dryland corn, wheat and soybean production by farmers in Kansas / E. Canales, J. Bergtold, J. Williams // Agricultural and Resource Economics Review. - 2018. - № 47 (1). - P. 90-117.
9. Медведев, Г.А. Эффективность инновационных систем возделывания подсолнечника на южных черноземах Волгоградской области / Г.А. Медведев, Н.Г. Екатери-ничева, А.В. Ткаченко // Известия Нижневолжского агро-университетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2020. - № 3 (59). - С. 116-124.
10. Оценка действия энергосберегающих технологий основной обработки почвы на содержание органического вещества и агрофизические показатели плодородия / С.В. Щукин, Е.А. Горнич, А.М. Труфанов, А.Н. Воронин // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2019. - № 4 (56). - С. 119-167.
References
1. Guo Hua MI, Da Li WU, CHEN Yan Ling, XIA Ting Ting, FENG Guo Zhong, LI Qian, SHI Dong Feng1, SU Xiao Po, GAO Qiang. The Ways to Reduce Chemical Fertilizer Input and Increase Fertilizer Use Efficiency in Maize in Northeast China, Scientia Agricultura Sinica, 2018, No 51 (14), рр. 2758-2770.
2. Borisenko I.B., Ovchinnikov A.S., Meznikova M.V., Fomin S.D., Bocharnikov V.S., Rogachev A.F., Ulybina E.I. Resource-saving method of chemical treatment of tilled crops. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. The proceedings of the conference AgroC0N-2019. 2019. Р. 012092. doi:10.1088/1755-1315/341/1/012092.
3. Borisenko I.B., Meznikova M.V., Ulybina E.I. Nauchnye aspekty tekhnicheskoy modernizatsii opryskivate-ley dlya khimicheskoy zashhity podsolnechnika [Scientific aspects of technical modernization of sprayers for chemical protection of sunflower], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouni-versitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie, 2020, No 4 (60), рр. 340-349. (In Russian)
4. Churzin V.N., Dubovchenko A.O. Vliyanie sposo-bov osnovnoy obrabotki na vodno-fizicheskie svoystva cher-nozema yuzhnogo i urozhaynost' gibridov podsolnechnika [The influence of the main processing methods on the water-physical properties of the southern chernozem and the productivity of sunflower hybrids], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee profes-sional'noe obrazovanie, 2020, No 3 (59), рр. 181-189. (In Russian)
5. Churzin V.N., Dubrovchenko A.O. Urozhaynost' gibridov podsolnechnika v zavisimosti ot vlagoobespechennosti posevov na chernozemakh Volgogradskoy oblasti [Yield of sunflower hybrids depending on the moisture content of crops in the black soil of the Volgograd region], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie, 2020, No 1 (57), pp. 158-167. (In Russian)
6. Jaskulska I., Gat^zewski L., Piekarczyk M., Jaskul-ski D. Strip-till technology - a method for uniformity in the emergence and plant growth of winter rapeseed, Italian Journal of Agronomy, 2018, No 13 (3), pp. 194-199. (in Russian)
7. Borisenko I.B., Shaprov M.N., Borisenko P.I. Agrotekhnicheskie podkhody pri proektirovanii rabochego organa minimal'noy obrabotki pochvy s polosnym ugluble-niem [Agrotechnical approachesinthedesignofthework-ingbodyofminimumtillage withastripdeepening], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie, 2013, No 4 (32), pp. 193-197. (In Russian)
8. Canales E., Bergtold J., Williams J. Modeling the choice of tillage used for dryland corn, wheat and soybean production by farmers in Kansas, Agricultural and Resource Economics Review, 2018, No 47 (1), pp. 90-117.
9. Medvedev G.A., Ekaterinicheva N.G., Tkachen-ko A.V. Effektivnost' innovatsionnykh sistem vozdelyvaniya podsolnechnika na yuzhnykh chernozemakh Volgogradskoy oblasti [The effectiveness of innovative systems of sunflower cultivation in the southern chernozems of the Volgograd region], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kom-pleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie, 2020, No 3 (59), pp. 116-124. (In Russian)
10. Shchukin S.V., Gornich E.A., Trufanov A.M., Voronin A.N. Otsenka deystviya energosberegayushhikh tekhnologiy osnovnoy obrabotki pochvy na soderzhanie orga-nicheskogo veshhestva i agrofizicheskie pokazateli plodo-rodiya [Assessment of the effect of energy-saving technologies of basic tillage on the content of organic matter and ag-rophysical indicators of fertility], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie, 2019, No 4 (56), pp. 119-126. (In Russian)
Сведения об авторах
Мезникова Марина Викторовна - кандидат технических наук, преподаватель высшей категории кафедры «Безопасность жизнедеятельности», ФГБОУ ВО Волгоградский государственный аграрный университет (г. Волгоград, Российская Федерация). Тел.: +7-960-883-09-50. E-mail: marina_roxette@mail.ru.
Борисенко Иван Борисович - доктор технических наук, главный научный сотрудник кафедры «Земледелие и агрохимия», ФГБОУ ВО Волгоградский государственный аграрный университет (г. Волгоград, Российская Федерация). Тел.: +7 (8442) 41-12-20, +7-902-387-29-42. E-mail: borisenivan@yandex.ru.
Улыбина Екатерина Ивановна - преподаватель ГБПОУ «Себряковский технологический техникум» (Волгоградская область, г. Михайловка, Российская Федерация). Тел.: +7-905-434-39-16. E-mail: ulibina.ekat@yandex.ru.
Information about the authors
Meznikova Marina Viktorovna - Candidate of Technical Sciences, lecturer of the Life safety department, FSBEI HE «Volgograd State Agrarian University» (Volgograd, Russian Federation). Phone: +7 (960) 883-09-50. E-mail: marina_roxette@mail.ru.
Borisenko Ivan Borisovich - Doctor of Technical Sciences, chief researcher of the Agriculture and agrochemistry department, FSBEI HE «Volgograd State Agrarian University» (Volgograd, Russian Federation). Phone: +7 (8442) 41-12-20, +7-902-387-29-42. E-mail: borisenivan@yandex.ru.
Ulybina Ekaterina Ivanovna - lecturer of the Sebryakovsky Technological College (Volgograd region, Mikhailovka, Russian Federation). Phone: +7-905-434-39-16. E-mail: ulibina.ekat@yandex.ru.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.
УДК 631.3:665.75
ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АКТИВИРОВАННОГО ТОПЛИВА
© 2021 г. К.В. Коршенко
В ходе выполнения машинно-тракторным агрегатом энергоемких сельскохозяйственных операций на коленчатом валу двигателя непрерывно изменяется внешний момент сопротивления, что приводит к варьированию скорости движения агрегата, а также изменению частоты вращения коленчатого вала двигателя трактора. Для повышения производительности машинно-тракторного агрегата и преодоления кратковременных перегрузок возникает необходимость улучшения мощност-ных и экономических показателей работы сельскохозяйственных тракторов. Энергетические установки (ЭУ) на тракторах сжигают в настоящее время в среднем до 75% топлива, а остальные 25% топлива и продуктов его неполного сгорания выбрасывается в выхлопную трубу двигателя. То есть полноценно сгорает с преобразованием в тепло в существующих серийных двигателях не более 75% дизельного топлива. В статье показана необходимость поиска новых способов, обеспечивающих улучшение сгорания топлива в ДВС, что может оказать положительное влияние непосредственно на производительность МТА и повысить величину преобразовываемой в полезное тепло той части топлива, которая до этого практически «вылетала» в выхлопную трубу. Это, в свою очередь, позволит дизелю адаптироваться к изменчивым условиям эксплуатации МТА. В работе дан энергетический анализ использования предложенного нами устройства повышения степени сгорания топлива в ДВС, приведены результаты количественной и качественной оценки мощностных возможностей ЭУ МЭС МТА, зависящих от физических (таких как магнитная проницаемость и восприимчивость) и химических (плотность, вязкость, температура вспышки, фракционный состав) свойств топлива, влияющих на его энергонасыщенность. Отмечено, что в основу модернизации топливной системы трактора на базе нового устройства положена электромагнитная обработка дизельного топлива перед сгоранием (активация его). Достигается это посредством установки в форсунку соленоида с полым основанием из меди, который является частью топливопровода.
Ключевые слова: производительность, дизельное топливо, энергетические показатели, машинно-тракторный агрегат, электромагнитная обработка.
Для цитирования: Коршенко К.В. Показатели работы машинно-тракторных агрегатов при использовании активированного топлива // Вестник аграрной науки Дона. 2021. № 1 (53). С. 26-33.
PERFORMANCE INDICATORS OF MACHINE-TRACTOR UNITS WHEN USING ACTIVATED FUEL
© 2021 K.V. Korshenko
In the course of performing energy-intensive agricultural operations by the machine-tractor unit, the external moment of resistance is continuously changing on the engine crankshaft, which leads to a variation in the speed of the unit, as well as to a change in the rotational speed of the tractor engine crankshaft. To increase the productivity of the machine-tractor unit and overcome short-term overloads, there is a need to improve the power and economic performance of agricultural tractors. Power plants (ЭУ) on tractors currently burn up to 75% of fuel on average, and the remaining 25% of fuel and products of its incomplete combustion are thrown into the engine exhaust pipe. That is, no more than 75% of diesel fuel fully burns with conversion into heat in existing serial engines. The article shows the need to search for new ways to improve the combustion of fuel in the internal combustion engine, which can have a positive effect directly on the performance of the MTA and increase the amount of that part of the fuel converted into useful heat, which previously practically «flew» into the exhaust pipe. This, in turn, will allow the diesel engine to adapt to the changing operating conditions of the MTU. The paper gives an energy analysis of the use of the proposed device for increasing the degree of fuel combustion in an internal combustion engine, presents the results of a quantitative and qualitative assessment of the power capabilities of the MTU, depending on physical (such as magnetic permeability and susceptibility) and chemical (density, viscosity, flash point, fractional composition) of the properties of the fuel that affect its energy saturation. It is noted that the basis for the modernization of the tractor fuel system on the basis of the new device is the electromagnetic treatment of diesel fuel before combustion (its activation). This is achieved by installing in the injector a solenoid with a hollow copper base, which is part of the fuel line.
Keywords: productivity, diesel fuel, energy indicators, machine-tractor unit, electromagnetic treatment.
For citation: Korshenko K.V. Performance indicators of machine-tractor units when using activated fuel. Vestnik agrar-noy nauki Dona = Don agrarian science bulletin. 2021; 1 (53): 26-33. (In Russ.)
