CC BY
23and cellulose-decomposing microorganisms. Significant decrease in the total number of microflora was observed on the high-intensive mineral background. An average pool was 12 mln colony-forming unit/1g of soil. Microbiological indexes (Cmin.=1,37; Ct.=5,42; Chf.=0,58) showed, that mineralization of organic matter prevailed over synthesis in this soil. Polyphenol oxidase was less active within a high-intensive mineral background. It proved a slowdown in the synthesis of humus in organic matter compared to natural equivalents and other agricultural backgrounds. The activity of specific nitrogen exchange enzyme urease (88%) was inhibited. Reduce of the total number of microflora, change in taxon structure of microbial associations, their biochemical and functional activity within a long-term use of mineral fertilizers, allowed to predict lower ecological stability on the high-intensive mineral background. An average level of activity on the organomineral background was 108-119%. Microflora pool (15-17.8 mln cells/g) and relatively high Ct. и Chf., mean that microbiological and biochemical processes in these soil backgrounds were aimed to synthesize soil organic matter.
Keywords: grey forest soil, microbial pool, enzymes activity, ecological stability, intensification backgrounds.
Author details: M.K. Zinchenko, Candidate of Sciences (biology), leading research fellow, (e-mail: [email protected]).
For citation: Zinchenko M.K. Monitoring of soil and biological processes in grey forest soil by microbiological and biochemical indicators // Vladimir agricolist. 2020. №1. P. 34-39. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10107.
DOI:10.24411/2225-2584-2020-10108 УДК 631.316.44
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕРНИННЫХ СЕЯЛОК СДК ПОЛОСНОГО
ПОДСЕВА СЕМЯН ТРАВ
Р.Ф. КУРБАНОВ1, доктор технических наук, профессор
С.Л. ДЕМШИН2, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, (e-mail: [email protected])
В.Е. САЙТОВ1,2, доктор технических наук, профессор
1Вятская государственная сельскохозяйственная академия
Октябрьский проспект, д. 133, г. Киров, 610017, Российская Федерация
2Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока
ул. Ленина, д. 166а, г. Киров, 610007, Российская Федерация
Резюме. Предложена экологически безопасная и экономически эффективная технология повышения продуктивности природных кормовых угодий на основе прямого полосного посева семян трав в дернину посредством сеялок с фрезерными сошниками. Параметры полосы почвы, обрабатываемой ими, позволяют обеспечить успешное прорастание семян и дальнейшее развитие всходов, без применения химических средств подавления конкуренции со стороны аборигенной растительности. Для условий Евро-Северо-Востока России они равны: ширина полосы - 10-11 см; глубина обработки - не менее 6 см; площадь обработки - не менее 30 % от общей площади участка. Для осуществления данной технологии разработано семейство дернинных сеялок СДК с фрезерными сошниками. Для повышения качества обработки почвы применены двухдисковые фрезерные рабочие органы с Г-образными и пластинчатыми ножами. Проведено исследование по влиянию кинематического режима и типа рабочего органа на параметры ширины полосы и крошение почвы новых и серийных фрезерных рабочих органов. При работе двухдисковых фрез ширина полосы постоянна. Независимо от типа рабочего органа рост показателя кинематического режима улучшает крошение почвы. С увеличением показателя кинематического режима двухдисковая фреза повышает вдвое содержание фракции до 3 мм, а фракции 3-10 мм - на 15-23 %. Лучшее крошение обеспечивает фреза с пластинчатыми ножами. С повышением кинематического режима возрастает содержание фракции до 3 мм на 12,5 %, фракции 3-10мм - с 22,5 до 30 %. Крошение почвы двухдисковыми фрезами происходит более интенсивно за счет удвоенного числа режущих элементов, что позволяет снизить их окружную скорость без ущерба для качества обработки.
Ключевые слова: почвообрабатывающее устройство, ресурсосберегающее земледелие, кольцевая борона,
культиватор, комбинированный почвообрабатывающий агрегат.
Для цитирования: Курбанов Р.Ф., Демшин С.Л., Саитов В.Е. Совершенствование дернинных сеялок СДК полосного подсева семян трав // Владимирский земледелец. 2020. №1. С. 39-46. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10108.
В настоящее время коренное улучшение природных лугов и пастбищ, включающее полный комплекс операций по полному разрушению естественной дернины и созданию нового травостоя путем высева семян многолетних трав, требует значительных финансовых затрат и проводится крайне редко. Большинство технологий восстановления биопродуктивности естественных кормовых угодий базируется на разбросном подсеве семян трав или прямом посеве, включающем химическое подавление аборигенной растительности, нарезание в дернине бороздок и посев семян трав. Разбросной подсев недостаточно эффективен на запущенных кормовых угодьях, а использование гербицидов значительно повышает себестоимость технологии и требования по экологической безопасности. Перспективной альтернативой является посев трав в полосу механически разрушенной дернины шириной не менее, чем необходимо для успешного прорастания семян и развития всходов без применения гербицидов [1].
Для осуществления данной технологии разработаны дернинные сеялки семейства СДК с фрезерными сошниками, которые выполняют фрезерование полос почвы, высев семян и послепосевное прикатывание, часть сеялок также производит локальный высев стартовой дозы минеральных удобрений. Параметры фрезерных сошников сеялок СДК соответствуют оптимальным для агроландшафтных условий Евро-Северо-Востока России. Размеры полосы, обработанной почвы, в дернине равны: ширина - 1011 см; глубина обработки - не менее 6 см; площадь обработанной дернины не менее 30 % [2].
Высокая эффективность данной технологии стала причиной разработки нескольких дернинных сеялок с
сошниками на базе дисковых фрез, параметры которых адаптированы к почвенно-климатическим условиям работы. Это сеялки "John Deere" 1550 Powr-Till (США), машины для полосного подсева семян трав в дернину МТД-3 («Литмаш», Республика Беларусь), орудия ОПП-6 (ЦелинНИИМЭСХ, Республика Казахстан) и агрегат МПТД-12 (ВИМ, Россия) для полосного подсева семян трав и т.д. [3, 4, 5, 6].
Качество посева семян трав дернинных сеялок во многом зависит от функционирования фрезерных сошников, которые обеспечивают формирование оптимальных условий для прорастания семян и дальнейшего развития растений. Фрезерные рабочие органы разработаны с учетом оптимальных для каждой зоны параметров механически нарезаемой полосы в дернине. Однако в процессе эксплуатации сеялок возникает необходимость быстрой адаптации их почвообрабатывающей части к изменяющимся условиям работы, таким как степень задернения, физико-механические показатели почвы и т.д. В этом случае настройку сошников сеялок, к изменяющимся условиям эксплуатации, наиболее рационально осуществлять путем замены рабочих органов, что обуславливает исследования по разработке и изучению работы новых конструкций дисковых фрез с различными типами ножей.
Изучением процесса фрезерования почвы занимались многие отечественные и зарубежные исследователи. Одной из основных характеристик работы фрезы является энергоемкость. Достаточно полно силовое взаимодействие фрезерных рабочих органов с почвой описано в трудах П.М. Василенко, А.Д. Далина, Я.М. Жука, П.В. Павлова, W. Sohne [7], H. Bernacki [8] и многих других. Проведенные ими исследования, а также работы последних лет с применением современных измерительных средств [9, 10], показали, что варьирование формы и характера соединения режущих элементов фрез не оказывает значительного влияния на снижение энергоемкости фрезерования. Так по данным Г.Ф. Попова использование постоянного угла резания Г-образного ножа снижает крутящий момент не более 25 % при существенном усложнении конструкции. Аналогично с уменьшением диаметра фрезы происходит частичное снижение энергозатрат, но при этом усложняется конструкция привода и крепления ножей.
В то же время энергоемкость фрезерования существенно зависит от окружной скорости фрезы и для ее снижения при постоянной подаче рекомендуется использовать большее количество ножей. Для полосной обработки почвы важное значение также имеет характер скола почвенной стружки. Согласно исследованиям W. Sohne [11] фрезерование Г-образным ножом полосы в массиве почвы в 3 раза более энергоемко, чем срезание выступа почвы при одинаковых прочих условиях.
Целью наших исследований являлось изучение возможности повышения качества полосного посева в дернину семян трав, посредством совершенствования конструкции рабочего органа фрезерного сошника дернинной сеялки.
Условия, материалы и методы. Для осуществления технологии полосного подсева семян трав в дернину в агроландшафтных условиях Евро-Северо-Востока России разработано семейство дернинных сеялок СДК.
Сеялка для полосного подсева семян трав в дернину СДК-2,8 (рис. 1а) является навесной машиной, которая за один технологический проход осуществляет полосную обработку дернины, высев семян и прикатывание посевов. Рама выполнена из бруса, на который крепятся сборочные единицы сеялки. Секция привода фрезы представляет собой одноступенчатый цепной редуктор, передающий крутящий момент к фрезерным сошникам в виде двух дисков с Г-образными ножами. Для предотвращения разбрасывания почвы, рабочий орган сверху закрыт защитным кожухом. Семенной ящик оборудован ворошилкой, направляющей семена трав к выходным отверстиям высевающих аппаратов. В зависимости от размера семян высеваемой культуры, на вал высевающих аппаратов устанавливаются сменные катушки для крупных, средних или мелких семян.
При высеве семян трав в дернину активный рабочий орган получает вращение от ВОМ трактора и фрезерует в массиве дернины две полосы шириной около 0,11 м на глубину до 0,65 м. При этом частицы почвы под воздействием Г-образных ножей отбрасываются назад и движутся в свободном полете до соударения с защитным кожухом. Семена из семенного ящика по семяпроводам и семянаправителям подаются ниже слоя частиц почвы, отброшенных фрезами. Семена трав укрываются слоем почвы, отразившейся от внутренней поверхности кожуха, который далее выравнивается щитком-уплотнителем и прикатывается катками. Глубина обработки почвы регулируется изменением положения опорной лыжи относительно корпуса секции привода, глубина заделки семян - положением семянаправителя относительно защитного кожуха.
Одновременно с посевом трав рекомендуется локально вносить стартовую дозу минеральных удобрений, что обусловило разработку полунавесной сеялки СДКП-2,8 (рис. 1б), конструкция почвообрабатывающей части которой идентична сеялке СДК-2,8, а посевная часть дополнена туковысевающим устройством. Дальнейшим развитием сеялки СДКП-2,8 стало создание полуприцепной сеялки СДКП-2,8М (рис. 1в). В конструкцию ее внесены следующие изменения: рама сеялки укорочена и оснащена устройством для присоединения сеялки к стандартной скобе задней навески тракторов; цепные передачи в приводах
в
Рис.1. Общий вид сеялок СДК-2,8 (а), СДКП-2,8 (б) и СДКП-2,8М (в)
фрез заменены цилиндрическими передачами; значительно сокращено количество деталей и узлов привода почвообрабатывающей части сеялок и привода семя- и туковысевающих аппаратов. При этом при производстве сеялок СДКП-2,8М (по сравнению с прототипом) затраты труда снижены на 25 %, себестоимость производства - на 20 %, металлоемкость - на 30 %.
Технические характеристики дернинных сеялок представлены в таблице 1.
1. Технические характеристики дернинных сеялок
Показатель СДК-2,8 СДКП-2,8 СДКП-2,8М
тип сеялки навесная полунавесная полуприцепная
Агрегатируется с тракторами, кН 14-20 14-20 14-20
Потребляемая мощность, кВт 23-42,5 34-46,5 26-42,5
Рабочая скорость, км/ч до 6,3 до 6,0 1,6-4,0
Рабочая ширина захвата, м 2,8
Производительность, га 1,47 1,20 0,5-1,12
Габаритные размеры, мм: - длина - ширина - высота 2500 3180 1800 3520 3490 1780 2630 3280 1700
Масса машины, кг 1200 1920 1560
Пределы регулирования фрезерных сошников по глубине, см 4,5 и 6,5 5,4-6,5 5,4-6,5
Глубина заделки семян, см 0,5-4,0
Способ посева ленточный двухстрочный
Число полос, шт. 8 8 8
Расстояние между осями лент, см 70±0,6 70±0,6 70±0,6
Ширина полосы,см 11 11 11
Число выполняемых операций 3 4 4
Емкость бункера, дм3: - для семян - для удобрений 90 90 300 90 300
Количество фрезерных сошников 8 8 8
Приемочные испытания сеялки СДКП-2,8М показали, что сеялка при полосном посеве семян трав клевера, тимофеевки, костра безостого удовлетворительно выполняет технологический процесс обработки дернины и посева при средней рабочей скорости 2,7 км/ч. На привод фрезерных сошников сеялки от ВОМ трактора потребляется мощность 22,5 - 35,0 кВт, а удельный расход топлива составляет 9,4 кг/га. За время испытаний не зафиксировано отказов модернизированных приводов фрезерных рабочих органов. В ходе эксплуатационно-технологических испытаний сеялка СДКП-2,8М осуществляла полосной посев семян трав с коэффициентом надежности технологического процесса равным 0,94 и коэффициентом использования сменного времени 0,71. Таким образом, сеялка СДКП-2,8М при сохранении высоких
агротехнических и эксплуатационно-технологических показателей более надежна, обладает меньшей металлоемкостью и себестоимостью производства.
В настоящее время проводится дальнейшее совершенствование дернинных сеялок СДК, которое направлено на снижение металлоемкости, повышение качества обработки дернины и надежности конструкции почвообрабатывающей части сеялки.
Результаты и обсуждение. В процессе производственной эксплуатации выявлены основные недостатки дисковых фрез с двухсторонним расположением Г-образных ножей. Ими является непостоянная ширина обрабатываемой полосы почвы, что происходит по мере износа крыльев Г-образных ножей и на сильно задернелых участках. В зонах крайних точек лезвий наблюдается неполное разрушение дернины. При этом отрыв почвы происходит по необрабатываемой поверхности, что снижает качество посева, так как прикатывающие катки перемещаются по необработанной поверхности.
Выявленные недостатки устраняет применение двухдискового фрезерного сошника (рис.
2), выполненного из двух вырезных дисков, расположенных на одной оси вращения и жестко связанных между собой. С внешних сторон дисков поочередно установлены крыльями внутрь Г-образные ножи с шириной захвата равной междисковому расстоянию. И вылетом рабочей части за внешний диаметр диска равным толщине почвенной стружки, отрезаемой крылом ножа. При вращении Г-образные ножи лезвиями стоек разрезают дернину на краях полос, тем самым качественно формируют стенки полосы, а крылья ножей интенсивно измельчают почву в полосе. При этом толщина почвенной стружки, по сравнению с дисковой фрезой с ножами Г-образного типа, при одинаковых режимах работы у двухдискового фрезерного сошника в два раза меньше.
Сравнительное исследование сошников выполнено в полевых условиях на сеялке СДКП-2,8М, фрезерные
2. Агротехнические показатели при испытаниях фрезерных сошников
б
Рис.2. Схема двухдискового фрезерного сошника (а) и его размещение на сеялке СДКП-2,8М (б)
Показатель Значение по данным испытаний
серийный сошник двухдисковый сошник серийный сошник двухдисковый сошник
Скорость движения, км/ч 2,6 2,6
Установочная глубина обработки, см 4,5 4,5 6,5 6,5
Глубина обработки: - средняя, см 5,1 5,4 6,8 6,4
- среднее квадр.откло-нение, ±см 0,6 0,5 0,7 0,4
- коэффициент вариации, % 12,0 9,6 10,6 6,9
Глубина заделки семян: - средняя,см 1,4 1,4 2,0 2,1
- среднее квадр.откло-нение, ±см 0,6 0,5 1,1 1,0
- коэффициент вариации, % 43,9 35,3 53,7 46,9
Число семян на поверхности, шт/м2 0,2 0,1 0,4 0,2
Гребнистость, см 3,0 2,5 3,1 2,9
Густота всходов, шт/м2 522,3 528,7 516,2 516,8
Полевая всхожесть, % 90,1 91,2 89,0 89,1
Забивание фрезерных сошников не наблюдалось
Рис.3. Схема двухдискового фрезерного сошника с пластинчатыми ножами (а) и его опытный образец с шестью ножами Z=6 (б)
секции которой были одновременно оборудованы серийными дисковыми фрезами и двухдисковыми фрезерными сошниками. Испытания проведены Кировской МИС на посеве смеси семян трав в дернину пастбища на типичных для зоны дерново-подзолистых почвах при твердости 1,1-2,5 МПа в слое до 10 см и влажностью 7,9-13,3 %. Результаты испытаний (табл. 2) показали, что глубина обработки почвы исследуемыми сошниками составила 5,1-6,8 см, что практически соответствует установочной глубине обработки. При увеличении глубины обработки до 6,5 см коэффициент вариации глубины заделки семян у серийного фрезерного сошника составляет 53,7 %, что превышает допустимый предел по ТЗ - 50 %. Работа двухдискового сошника соответствует агротехническим требованиям. При этом применение двухдискового фрезерного сошника стабилизировало ширину полосы и повысило качество крошения почвы.
Исследования показали, что, несмотря на выявленные преимущества двухдискового фрезерного сошника, его использование вместо однодисковых фрез не дало существенного
повышения качества обработки почвы. При этом основными недостатками конструкций фрезерных сошников с Г-образными ножами является высокая себестоимость изготовления Г-образных ножей из дорогостоящих износоустойчивых сталей, консольное крепление которых обуславливает, помимо высокой металлоемкости и сложной формы ножей, их достаточно низкую прочность и износоустойчивость.
В качестве альтернативы предложена конструкция фрезерного сошника (рис. 3а), выполненного из двух вырезных дисков, на выступах которых установлены пластинчатые ножи с шириной захвата, равной междисковому расстоянию, и с вылетом рабочей части за внешний диаметр диска равным толщине почвенной стружки. Для сравнительного исследования качества обработки почвы использованы опытный образец фрезерного сошника с пластинчатыми ножами, двухдисковый сошник с Г-образными ножами и серийная дисковая фреза с Г-образными ножами сеялки СДК.
В ходе исследования определены показатели качества и энергоемкости обработки дернины различными типами фрезерных сошников (рис. 4) с учетом влияния кинематического режима (Л) фрезерования. Для оценки качества фрезерования определялся фракционный состав (P) почвы. Исследования проведены на дерново-подзолистой почве среднесуглинистого состава при твердости 2,8 МПа в слое до 10 см и влажности почвы 18 %.
Независимо от типа фрезерного сошника повышение кинематического режима (Л) увеличивает содержание фракции почвы до 25 мм. При этом наиболее качественное крошение почвы обеспечивает фрезерный сошник с пластинчатыми ножами. С ростом показателя кинематического режима (Л) содержание фракции 3-10 мм увеличивается с 22 до 30 %, фракции 10-25 мм - с 23 до 32 %, а содержание фракции более 25 мм снижается с 48 до 25 % (рис. 4).
Стабильность ширины полосы, фрезеруемой в дернине рабочими органами сеялок полосного посева, оказывает значительное влияние на посев, послепосевное прикатывание и, как следствие, на дальнейшее произрастание высеянных семян. При работе двухдисковых фрезерных сошников с пластинчатыми ножами и с Г-образными ножами ширина обработанной полосы в дернине постоянна для всех исследованных режимов фрезерования Л = 6,0-10,3, и практически равна установочной. При использовании серийной фрезы сеялки СДК отмечено значительное варьирование ширины полосы, вызванное вырывами кусков дернины из стенок полос и недостаточным прорезанием дернины в крайних точках полосы. При этом установочная ширина полосы (равная b = 110 мм) не выдерживается во всем исследуемом интервале кинематического режима фрезерования.
ß/iaihmipckiü ЗемлейлеЩ)
№ 1 (91) 2020
34 Р,% 26 22 18 14 10
1 \ 3 \
\ \
и / < >
-1 V
•
2
10
12
Рис. 4. Влияние режима работы фрезы на фракционный состав почвы: 1 - сошник с пластинчатыми ножами; 2 - дисковая фреза с Г-образными ножами; 3 - двухдисковый сошник с Г-образными ножами; а - фракция до 3 мм; б -фракция 3-10 мм; в - фракция 10-25 мм; г - фракция более 25 мм.
3. Полевая всхожесть семян при полосном посеве в дернину
№ опыта Состав травосмеси Количество всходов, %
одноди-сковый сошник двухдисковый сошник
1 Тимофеевка луговая Ленинградская 204 22 26
Клевер гибридный Фалей 35 55
2 Тимофеевка луговая Ленинградская 204 26 27
Клевер гибридный Фалей 44 72
Клевер ползучий Юбилейный 48 52
3 Тимофеевка луговая Ленинградская 204 26 40
Клевер гибридный Фалей 46 54
Лядвенец рогатый Луч 21 29
4 Тимофеевка луговая Ленинградская 204 20 26
Клевер гибридный Фалей 58 68
Люцерна гибридная Пастбищная 88 13 6
Среднее 32,6 41,4
При определении энергоемкости процесса фрезерования дернины различными типами фрезерных сошников, затрачиваемая мощность замерялась на установившемся режиме рабочего хода лабораторно-полевой установки, а показатели холостого хода - на установившемся режиме электродвигателя. Максимальные затраты мощности при кинематическом показателе Л = 5,5-7,0 имеет однодисковая фреза - N = 4,1 - 4,3 кВт. При Л = 7 - 10 - двухдисковая фреза с Г-образными ножами - N = 4,3 - 4,9 кВт, а при более высоких значениях Л - двухдисковый рабочий орган с пластинчатыми ножами.
Для изучения влияния качества обработки почвы различными типами фрезерных сошников на полевую всхожесть, высеянных травосмесей, совместно с лабораторией луговодства НИИСХ Северо-Востока (руководитель Н.Т. Талипов), заложен полевой опыт. Дернинной сеялкой СДКП-2,8М, оборудованной серийным дисковым и двухдисковым фрезерными сошниками, в дернину пастбища произведён высев четырёх видов травосмеси (табл. 3).
Почва участка - дерново-подзолистая среднесуглинистая при твёрдости 2,9 МПа, плотности сложения - 1,34 г/см3 и влажности -8,5 %. Агрохимические показатели почвы: рН - 6,2; содержание фосфора - 74 мг/кг; калия - 58 мг/кг;
азота - 31 мг/кг. Травостой разреженный, пастбищный, злаково-разнотравный.
Травосмеси составлены из тимофеевки луговой Ленинградская 204 с нормой высева 1,8 кг/га и клевера гибридного Фалей - 1,8 кг/га. Дополнительными бобовыми компонентами являлись клевер ползучий Юбилейный - 0,9 кг/га, лядвенец рогатый Луч - 1,5 кг/га или люцерна пестрогибридная Пастбищная 88 - 2,4 кг/га. Посевная годность семян трав - не менее 90 %.
Результаты полевого опыта показали, что полевая всхожесть (по сравнению с лабораторной) в зависимости от состава травосмеси уменьшилась на 22 - 84 %, что вызвано неблагоприятными погодными условиями для прорастания семян. При этом средняя полевая всхожесть травосмесей, высеянных с использованием двухдискового фрезерного сошника, составила 41,4 %, что превышает средний показатель полевой всхожести семян трав (32,6 %) при обработке почвы серийным однодисковым сошником сеялки СДКП 2,8.
Выводы. Прямой полосной подсев, осуществляемый дернинными сеялками СДК с дисковыми фрезами в качестве сошников, обладает высокой эффективностью при минимальных капитальных вложениях, значительно снижает
затраты энергии, семян, рабочего времени, а также экологически безопасен.
Исследования работы двухдисковых фрезерных сошников с Г-образными и пластинчатыми ножами выявило, что их использование, в сравнении со стандартным сошником сеялки СДК, позволяет существенно повысить качество полосовой обработки дернины. Независимо от режима работы, разработанные фрезерные сошники, обеспечивают стабильную ширину и глубину обработки полосы.
Повышение показателя кинематического режима работы (А) для всех типов фрезерных рабочих органов улучшает крошение почвы. С его увеличением двухдисковый фрезерный сошник с Г-образными ножами повышает вдвое содержание фракции до 3 мм, фракции 3-10 мм - на 15-23 %. Лучшее крошение обеспечивает фреза с пластинчатыми ножами, причем с повышением А возрастает содержание фракции до 3 мм на 12,5 %, 3-10 мм - с 22,5 до 30 %. Крошение почвы двухдисковыми фрезами происходит более интенсивно за счет удвоенного числа режущих элементов, что позволяет снизить их окружную скорость без ущерба для качества обработки.
Литература.
1. Kormshchikov A.D. Zmechanizowana technologia uprawowo-ochronna fqk i pastwisk// Ekologiczne aspekty mechanizacji nawozenia ochrony roslin i uprawy gleby. Referaty II miqdzynarodowe sympozyum. Warszawa, 1995. C. 35-40.
2. Gospodarowanie na trwafych uzytkach zielonych. Redakcja naukowa: prof. dr hab. inz. Edmund Kaminski. / Farming on permanent grasslands. Red. Edmund Kaminski/Engineering in Agriculture. Monograph, ISSN 2083-9545; nr 24. Falenty: Wydawnictwo ITP, 2016.196 p.
3. Technical Manual TM-1201. John Deere 1550 Powr-Till Seeder. Litho, 1980.38 p.
4. Азаренко В.В. Почвообработка активными орудиями. Минск, 2005.179 с.
5. Машины ЦелинНИИМЭСХ для реализации технологий улучшения естественных и сеяных многолетних трав и заготовки грубых кормов: рекомендации / КФ ТОО «КазНиИМЭСХ» АО «КазАгроИнновация». Костанай, 2010.18 с.
6. Марченко О.С., Марченко Н.М., Педай Н.П. и др. Комбинированный агрегат МПТД-12 для полосного подсева семян трав и травосмесей на лугах и пастбищах// Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. №5. С. 15-17.
7. Sohne W. Einfluss Form und Anordnung der Werkzluge auf die Antriebsmomente von Ackerfasen //Grundlagen der Landtechnik. 1957. № 11.Р. 22-28.
8. Bernacki H., Haman I., Kanafoiski Cz. Agricultural Machines. Theory and Constracnion. Vol.1. Warsaw, Poland. 1972.884 p.
9. Chertkiattipol S., Niyamapa T. Variations of torque and specific tilling energy for different rotary blades // International Agricultural Engineering Journal, 2010. Vol.19 (3): Р.1-14.
10. Salokhe V.M., Hanif Miah M., Makoto Hoki Effect of blade type on power requirement and puddling quality of a rotavator in wet clay soil//Journal of Terramechanics, 1993. Vol. 30, Issue 5, P. 337-350.
11. Яцук Е.П., Панов И.М., Марченко О.С., ЧерненковА.Д. Ротационные почвообрабатывающие машины. М.: Машиностроение, 1971. 256 с.
IMPROVEMENT OF SOD-SEEDER SDK FOR STRIP SOWING OF GRASS
R.F. KURBANOV1, S.L. DEMSHIN2, V.E. SAITOV12
Vyatka State Agricultural Academy, Prospekt Oktyabrskiy 133, Kirov, 610017, Russian Federation
2North-East Federal Agrarian Scientific Center named after N.V. Rudnitskiy, ul. Lenina 166a, Kirov, 610007, Russia
Abstract. It is offered environmentally safe and cost-effective technology to increase the yield of natural forage lands with strip sowing of grass in sod by means of seed drill with milling coulter. Characteristics of soil strip treated by this seeder provide successful seeds sprouting and their further development without apply of chemical crop protection products. For the Euro-North-East of Russia, these conditions are: strip width - 10-11 cm; cultivation depth - no less than 6 cm; cultivation area - no less 30% of the total area. To implement this new technology, a group of sod-seeder SDK with milling coulter are developed. Two-disc milling tools with L-shaped and plate-shaped knives are used to improve the quality of soil treatment. It is conducted a study on the effect of kinematic mode and type of the working tool on characteristics of strip width and milling of soil offered by new and series-produced milling tools. Strip width is constant when using two-disc milling tools. Regardless of the type of working tools, increase in figures of kinematic mode contributes to better soil milling. The two-disc milling tool doubles the number of soil separates up to 3 mm, separates 3-10 mm - by 15-23% when the kinematic mode goes up. The best milling characteristics provide plate-shaped knives. Greater kinematic mode causes the number of soil separates up to 3 mm by 12,5%, separates 3-10 mm - from 22.5 to 30%. Two-disc tolls mill the soil more intensive due to a double number of cutting elements. It allows reducing spin rate without compromising the quality of soil treatment.
Keywords: soil-cultivating tool, sustainable agriculture, disc harrow, ripper, combined tillage outfit.
Author details: R.F. Kurbanov, Doctor of Sciences (engineering), professor; S.L. Demshin, Doctor of Sciences (engineering), leading research fellow, (e-mail: [email protected]); V.E. Saitov, Doctor of Sciences (engineering), professor.
For citation: Kurbanov R.F., Demshin S.L., Saitov V.E. Improvement of sod-seeder SDK for strip sowing of grass // Vladimir agricolist. 2020. №1. P. 39-46. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10108.
DOI:10.24411/2225-2584-2020-10109 УДК 631. 353
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ЗЕРНОВОЙ ПАТОКИ
B.А. КАЗАКОВ, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, (е-mail: kazakov.vladimir.263@mail. ru)
Н.А. ЧЕРНЯТЬЕВ, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
C.П. ГЕРАСИМОВА, младший научный сотрудник
Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого
ул. Ленина, д. 166а, г. Киров, 610007, Российская Федерация
Резюме. Для повышения эффективности животноводческой отрасли требуются корма, сбалансированные по всем элементам питания, в том числе по сахарам. Восполнять их недостаток в рационах сельскохозяйственных животных эффективнее всего за счёт использования зерновых паток. Целью исследований является разработка установки для получения зерновой патоки и технико-экономическое обоснование её использования, вместо серийно выпускаемой установки УЖК-500. На базе федерального аграрного научного центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого, с учётом анализа уровня техники и природно-климатических условий Кировской области, разработана конструктивно-технологическая схема установки для получения зерновой патоки. Она позволяет получать, из предварительно измельчённого зерна, с помощью высокотемпературной ферментации жидкую зерновую патоку с содержанием сахара до 40%, обогащённую необходимыми микроэлементами. Время рабочего цикла установки составляет 2,5-3,5 часа, объем вырабатываемой патоки -0,5-1,5 т/цикл, с оптимальной температурой ферментации 60 0С. Проведено технико-экономическое обоснование использования новой установки. Её применение экономически целесообразно, так как получен годовой экономический эффект от ее использования (вместо серийно-выпускаемой УЖК-500) в сумме 13778,39 рублей. Экономический эффект сформировался за счёт снижения: удельных
капиталовложений с 2570,9 руб/т до 1906,85 руб/т (26%); удельных эксплуатационных затрат с 1209,18 руб/т до 931,3 руб/т (23%); удельной энергоёмкости машины с 321,37 руб/т до 238,37 руб/т (27%). Экономическая эффективность применения новой установки определена её конструктивным исполнением. Заменен диспергатор, стоимость которого составляет до 50% от стоимости всей машины. Он отвечает за нагрев и измельчение зерна в серийно выпускаемой установке УЖК-500. В новой установке диспергатор заменён на кавитатор, более технологически надёжный и менее дорогостоящий механизм.
Ключевые слова: патока, кавитация, зерно, установка, крахмал, сахар.
Для цитирования: Казаков В.А., Чернятьев Н.А., Герасимова С.П. Технико - экономическое обоснование применения
модернизированной установки для производства зерновой патоки // Владимирский земледелец. 2020. №1. С. 46-51. 001:10.24411/2225-2584-2020-10109.
Для получения достаточного количества и надлежащего качества продукции животноводства требуются корма, которые должны быть сбалансированы. Недостаток или избыток одного из элементов корма снижает возможность усвоения всех питательных веществ и может привести к возникновению метаболических расстройств. Сбалансированность всех элементов питания в рационе животных приводит к эффективному использованию питательных веществ и нормальному функционированию организма животного. Для эффективного использования питательных веществ из рациона содержание сахара и крахмала должно быть в определенных соотношениях с концентрацией протеина. В кормлении жвачных животных важны все компоненты питания, но особая роль принадлежит белкам и сахарам - сахаропротеиновое соотношение в рационах должно колебаться в пределах 1,1-1,7:1,0, снижение его до 0,4-0,6 ведет к ухудшению усвоения питательных веществ [1].
Дополнительно к кормам собственного производства (рожь, пшеница, овес и др. зерновые культуры) для баланса рациона по протеину необходимо закупать высококачественный жмых и премиксы для различных половозрастных групп животных. Корма должны готовиться с учетом стадии лактации и физиологического состояния животных. Традиционными источниками восполнения сахаров в условиях хозяйств Кировской области в рационах животных являются корнеплоды (картофель, свекла и т.д.), меласса, гидролизная патока. Корнеплоды - это очень трудоемкая культура, требующая огромных площадей для хранения. Кроме того, в процессе хранения содержание сахаров, например, в свекле ежедневно снижается на 0,1% [1].
Легкопереваримые углеводы имеют большое значение в регулировании обмена веществ и энергии в организме. При недостатке в рационе сахаров нарушаются обменные процессы, плохо развивается микрофлора рубца, что снижает переваримость клетчатки и других питательных веществ. Недостаток углеводов в рационе приводит к нарушениям углеводно-жирового обмена, ведет к снижению продуктивности, накоплению кетоновых
