CC BY
14
УДК.631.31
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЖНИВНОЙ ОБРАБОТКИ СТЕРНИ МНОГОЦЕЛЕВЫМ АГРЕГАТОМ
А.А. Сергунцов А.Б. Хейфец
ФГБОУВО «Кубанский ГАУ», Россия, г. Краснодар
Обоснована технологическая схема многоцелевого комбинированного почвообрабатывающего агрегата для одновременной пожнивной обработки стерни и посева промежуточных культур на сидераты, а также его эффективность.
Ключевые слова: технология, многоцелевой агрегат, обработка почвы, стерня, промежуточные культуры, удобрения.
Введение
Система обработки почвы -важнейшая составная часть возделывания всех сельскохозяйственных культур, занимающая одно из ведущих мест, как по энергетическим, так и материальным [1]. Она должна соответствовать биологическим особенностям культуры и обеспечивать строение и структурный состав пахотного слоя почвы, создающие оптимальные условия для формирования высоких и устойчивых урожаев. Для улучшения агрофизических свойств пахотного слоя почвы приемы обработки должны обеспечивать мобилизацию доступных растениям питательных веществ и максимальное очищение полей от сорняков [1]. Каждый прием обработки почвы машинами (вспашка, лущение, культивация, прикатывание и другие) имеет конкретную задачу - создание и поддержание оптимального агрофизического состояния пахотного
слоя, заделку удобрений и пожнивных остатков, уничтожение сорняков и др. Сразу после уборки предшествующей культуры необходимо послеуборочное лущение стерни на глубину 6-8 см [1], затем через 10-14 дней - вспашка, выравнивание, культивация, прикатывание. Все перечисленные технологические операции обычно выполняются одно-операционными машинами, что приводит к уплотнению почвы, разрушению ее структуры, ухудшению агрофизических свойств и снижению урожая. Для устранения деградации почв необходима минимализация числа обработок почвы, применение широкозахватных и комплексных агрегатов, совмещающих в одном проходе несколько операций [1].
Результаты исследований
В Кубанском госагроунивер-ситете совершенствование технологии обработки почвы неразрывно связано с совершенствованием
уборки урожая зерновых колосовых культур [2], где предусмотрено даже одновременное с уборкой зерна лущение стерни специальным многофункциональным агрегатом [3] и опрыскиванием соломы раствором азотных удобрений для лучшей гумификации. При этом рекомендуется мало- и ультрамалообъемное опрыскивание специальными опрыскивателями, из которых высокое качество показали эжекционно-щелевые распылители [4,6], а также дисковые [5]. Преимущество эжек-ционно-щелевых состоит в создании круглого факела распыла [4] и наличии отсекателя подачи раствора [6], что экономит расход рабочей жидкости.
Известен также культиватор стерневой тяжелый [7], предназначенный для безотвальной предпосевной обработки почвы под большинство сельскохозяйственных культур в рамках почво - энегросбе-регающей (мульчирующей) системы земледелия для обработки стерни вместо вспашки (аналог). Этот культиватор выравнивает поле, стабильно держит глубину обработки 6-16 см, готовит оптимальное посевное ложе. Применение культиватора (серия КСТ) [7] позволяет сократить трудозатраты в 3 раза, расход топлива - в 2,5 раза [6]. Агрегат содержит раму, опорные колеса, рыхлящие рабочие органы, прикатывающие опорные катки (трубчатые или планчатозуб-чатые) для крошения комков, уплотнения разрыхленного слоя почвы и выравнивания поверхности поля.
Недостаток его заключается в том, что он не отвечает требованиям совмещения большего количества операций, чтобы снизить уплотнение почвы и более эффективно способствовать улучшению ее агрофизических свойств. Кроме того, аналог не производит лущения стерни до рыхления почвы стрельчатыми лапами, тем самым не обеспечивая должного крошения почвы и измельчения пожнивных остатков.
Указанные недостатки устраняет многофункциональный комбинированный почвообрабатывающий агрегат [8]. Последний (прототип) включает раму, опорные колеса, дисковые батареи, рыхлящие лапы, парные трубнопланчатые прикатывающие катки, которые обеспечивают отличное выравнивание поверхности обрабатываемого поля с уплотнением верхнего слоя [8]. «Такой многофункциональный комбинированный почвообрабатывающий агрегат в полной комплектации позволит потребителю отказаться от приобретения по отдельности дискаторов, плугов, глубокорыхлителей и культиваторов, что обеспечит снижение затрат на приобретение новой почвообрабатывающей техники более чем в 2-3 раза» [8, с.72].
Недостаток прототипа состоит в том, что он не решает проблемы разравнивания куч соломы и не заделанной рыхлящими лапами агрегата остатков стерни, что мешает работе парных прикатывающих катков и не всегда обеспечивает качественное выравнивание поверхности и
уплотнение верхнего слоя.
Указанный недостаток прототипа устраняется дополнительной установкой на культиваторе пружинной бороны перед прикатывающими катками. Пружинные бороны разравнивают образовавшиеся после зерноуборочного комбайна скопившиеся кучи соломы, а после рыхлящих лап культиватора - неровности почвы и остатки не заделанной в почву стерни.
Для повышения эффективности комбинированного многофункционального агрегата предлагаем добавить к имеющимся еще одну технологическую операцию - высев промежуточной сельскохозяйственной культуры на удобрение, например, горчицы или гороха и т. п. Можно также одновременно с обработкой почвы вносить минеральные удобрения [9, с.2]. Такой новый аг-роприем гарантирует входы промежуточной культуры за счет сбережения влаги в почве, так как ее обработка совмещается с одновременным посевом и прикатыванием семян спаренным катком предлагаемого многоцелевого агрегата. Наукой доказано [1,9], что при выращивании промежуточных культур, особенно мелкосемянных, как горчица, нужный результат достигается только при равномерном распределении посевного материала по обрабатываемой поверхности. Самым эффективным способом является разбросной сев. При использовании этого способа посевной материал закладывается в самом верхнем слое и не про-
никает слишком глубоко в почву, что улучшает всходы, особенно прикатанных мелкосеменных культур. Разбросной посев легко выполняется серийными пневматическими или гидравлическими разбрасывающими [9]. Мелкая заделка семян в почву в предлагаемом культиваторе осуществляется пружинными боронами одновременно разравниванием соломы, стерни и почвы после рыхлящих лап культиватора. Парные прикатывающие катки на многоцелевом культиваторе создают оптимальное уплотнение верхнего слоя почвы и хороший ее контакт с семенами.
Промежуточные культуры применяют с целью поглощения азота из воздуха и связывания его в почве. Этот азот выполняет роль удобрения для последующей культуры. Выращивание промежуточных культур позволяет повысить урожайность и уменьшить количество используемых при традиционных методах выращивания удобрений [9, с.2].
Техническим результатом предлагаемого многофункционального комбинированного почвообрабатывающего агрегата является снижение затрат и повышение урожайности за счет комплексного выполнения обработки почвы с одновременным посевом промежуточных культур или внесением минеральных удобрений.
Технический результат достигается, тем, что многофункциональный комбинированный почвообрабатывающий агрегат, включающий
раму, опорные колеса, дисковые батареи, рыхлящие лапы, парные трубнопланчатые катки, согласно полезной модели, снабжён пружинной бороной и устройством для высева промежуточных сельскохозяйственных культур и минеральных удобрений.
Благодаря отличительным признакам предлагаемый агрегат позволяет реализовать совмещение большого количества технологических операций (лущение стерни, рыхление почвы, распределение пожнивных остатков и соломы, высев промежуточных культур или минеральных удобрений, выравнивание и прикатывание почвы).
Новизной технического решения является то, что многофункциональный агрегат дополнительно снабжён пружинной бороной и устройством для высева семян промежуточных культур или минеральных удобрений, а рама агрегата снабжена как минимум двумя точками крепления устройства высева.
Указанные отличительные признаки являются новыми, про-мышленно выполнимыми и направлены на достижение поставленной технической задачи.
Техническая сущность конструкции предлагаемого агрегата поясняется графическими материалами.
На рисунке 1 представлена технологическая схема многофункционального комбинированного почвообрабатывающего агрегата,
который включает: раму 1, опорные колёса 2, дисковые батареи 3, рыхлящие лапы 4, устройство для высева семян промежуточных культур или минеральных удобрений 5, два кронштейна 6, пружинную борону 7, парные трубнопланчатые прикатывающие катки 8.
Агрегат навешивается на трактор (на схеме не показан) и работает следующим образом. При движении агрегата с трактором по полю закрепленные на раме 1 агрегата опорные колёса 2 в передней части воспринимают весь его вес и служат для регулировки заданной глубины обработки почвы: чем выше поднимают колеса, тем больше заглубляются рабочие органы машины. Дисковые батареи 3, заглубившись на установленную подъемом опорных колес 2 глубину, производят подрезание стерни и частичное крошение почвы. Вслед за дисками 3 рыхлящие стрельчатые лапы 4 производят сплошное подрезание почвенного пласта на установленную глубину по всей ширине захвата агрегата. Устройство для высева семян или минеральных удобрений 5 закреплено на кронштейне 6 рамы 1, обеспечивая точное распределение посевного материала по поверхности поля перед пружинной бороной 7, которая при перемещении агрегата производит заделку семян в почву и выравнивание поверхности за дисковыми и рыхлящими рабочими органами. Устройство для высева семян или минеральных удобрений 5 серийное,
Рисунок 1 - Многоцелевой комбинированный почвообрабатывающий агрегат
оно может быть пневматическое или гидравлическое и приводиться в работу от электрооборудования трактора [7]. Далее парные трубноплан-чатые прикатывающие катки 8, которые обеспечивают качественное выравнивание обработанного поля с уплотнением верхнего слоя, создавая хороший контакт семян с почвой для быстрого их прорастания. После первого прохода агрегат обрабатывает поля на ширину захвата и в конце поле делает разворот трактором на следующий проход и т. д. до окончания работы.
Минеральные удобрения, в отличие от семян, могут вносить сразу перед дисковыми батареями 3 или перед рыхлящими лапами 4. При этом высевающее устройство 5 может крепится к раме 1 в разных точках крепления, например на переднем кронштейне 6 рамы 1.
Выводы
Эффективность предложенного агрегата, как указано выше, обеспечивает снижение затрат на приобретение новой почвообрабатывающей техники более чем в 2-3 раза [8].
Список литературы
1. Выращивание промежуточных культур: [Электронный ресурс.] // Полеводство-Режим доступа: www.apu.at, свободный. -Загл. с экрана. - Яз. Согин А.В., Шапкин
B.А. рус.
2. Культиватор стерневой тяжелый // Новое машиностроение: каталог выпускаемой продукции [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.nm-agro.ru . 2015. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
3. Маслов Г.Г. Опрыскиватель: пат. на изобретение RUS 20580740 / Г.Г. Маслов,
C.М. Борисова, Г.В. Тарасенко
4. Маслов Г.Г. Совершенствование комбайновой уборки зерновых колосовых культур / Г.Г. Маслов, Е.И. Трубилин, В.В.
Абаев // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2007. - № 8. - С. 4-5.
5. Многофункциональный комбинированный почвообрабатывающий агрегат. // Продовольственный рынок и технологии АПК. - 2015. - № 03(93) . - С.72.
6. Пособие для крестьянских (фермерских) хозяйств по возделыванию сельскохозяйственных культур на Кубани. - Краснодар: КГАУ, 1993.-384 с.
7. Способ уборки урожая зерновых культур и утилизация незерновой части урожая и устройство для его осуществления: пат. на на изобретение RUS 2307498 06.02.2006 / Г.Г. Маслов, Е.И. Трубилин, В.В. Абаев, С.М. Сидоренко
8. Устройство для обработки семян защитно-стимулирующими веществами: пат. на изобретение RUS 2250589 31.12.2003 / Г.Г. Маслов, А.Л. Мечкало, С.М. Борисова, Е.И. Трубилин, Ш.Н. Богус
9. Штанговый малообъемный опрыскиватель для обработки полевых культур: пат. на изобретение RUS 2060661 / Г.Г. Маслов, В.Н. Цыбулевский, А.Д. Таран., Н.И. Волошин.
E-mail: [email protected]
350044 г. Краснодар, ул. Калинина, д. 13, Кубанский ГАУ Тел.: (861) 221-59-42
УДК 631.171:004.896
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Е.В. Труфляк, д-р техн. наук, профессор ФГБОУВО «Кубанский ГАУ», Россия, г. Краснодар
В статье представлены элементы машинно-технологического обеспечения сельского хозяйства. Освещены краткие исторические сведения развития механизации и автоматизации сельского хозяйства. Приведены примеры современной многофункциональной посевной техники, новых моделей тракторов и зерноуборочных комбайнов. Рассмотрен современный дизайн сельскохозяйственных машин и представлен обзор роботизированных систем, используемых в сельском хозяйстве. Проанализированы причины отставания развития интеллектуальных технических средств в Российской Федерации.
Ключевые слова: точное земледелие, точное сельское хозяйство, робототехника.
Введение
Природные ресурсы являются основой жизни человека [1]. Современное развитие сельского хозяйства ориентировано более на рост производительности, чем на рациональное природопользование. Однако в настоящее время наступил такой период, когда целостный подход значительно предпочтительнее, поскольку в его рамках можно решать проблемы, связанные со сложностью пищевой цепи.
Население планеты постоянно растет (рисунок 1). Если в 2008 году было 6,5 млрд. человек, в 2011 -7 млрд., а по прогнозу к 2050 г. -9 млрд., к 2100 г. - 10 млрд.
Число людей в мире растет примерно на 70-80 млн. человек в год.
Никогда на планете еще не жило одновременно такое количество людей.
На основании прогнозов сельскохозяйственное производство к 2050 г. должно увеличиться на 70% [1].
