Научная статья на тему 'СПОСОБ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ВНЕСЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ПОСАДКЕ КАРТОФЕЛЯ'

СПОСОБ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ВНЕСЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ПОСАДКЕ КАРТОФЕЛЯ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
340
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАРТОФЕЛЬ / ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ / ПОСАДКА / СПОСОБ / ЛОКАЛЬНОЕ ВНЕСЕНИЕ / ШНЕКОВЫЙ ДОЗАТОР / POTATO / ORGANIC FERTILISER / PLANTING / METHOD / LOCAL APPLICATION / DOSING AUGER

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Юнин В.А., Захаров А.М., Кузнецов Н.Н., Слизков А.М., Зыков А.В.

В статье представлен анализ технических средств и составленная классификация машин и дозирующих устройств для внесения органических удобрений. Рассмотрен способ и операция внесения твердых органических удобрений при посадке картофеля. Целью исследования было повышение эффективности этого процесса за счет разработки и внедрения нового технического средства для возможности осуществления локальной (местной) доставки питательных веществ к клубням в момент их посадки. Объектом исследования был способ локального внесения твердых органических удобрений с применением разработанного устройства. Экспериментальные исследования были проведены на опытных площадках инженерного факультета ФГБОУ ВО Вологодской ГМХА и ИАЭП - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ с целью сравнительной оценки показателей работы устройства. Исследования проводились на установке, представляющей собой трактор класса 1,4 (БЕЛАРУС - 82.1), картофелесажалку с приводом высевающих аппаратов от опорных колес (Л-201) и разработанное техническое средство для внесения органических удобрений на базе культиватора-окучника. В результате исследований определены зависимости распределения органического удобрения Биагум с нормой расхода 2,49 кг/м2 и установлен рациональный режим работы оборудования со скоростью движения агрегата 7 км/ч и частотой вращения дозирующих шнеков 20 об/мин. Разработанное и испытанное дозирующее устройство для подачи твердых органических удобрений позволяет равномерно распределить материал в борозде, снижая его расход и повышая качество внесения. Тем самым значительно повышается эффективность использования удобрений в технологии возделывания картофеля.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Юнин В.А., Захаров А.М., Кузнецов Н.Н., Слизков А.М., Зыков А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD AND DEVICE FOR LOCAL APPLICATION OF SOLID ORGANIC FERTILISERS IN POTATO PLANTING

The article presents a review and compiled classification of machines and metering devices for organic fertilizer application. It also considers the method and procedure of introducing a solid organic fertiliser when planting potatoes. The study aimed to increase the efficiency of this process by designing and introducing a new device for local delivery of nutrients to potato tubers during their planting. The object of the study was a method of local application of solid organic fertilizers using a developed device. Experimental studies were carried out on the test sites of the Engineering Faculty of the Vologda State Dairy Farming Academy and IEEP - branch of FSAC VIM to compare the device’s performance. The experimental tractor/implement system included a tractor of 1.4 drawbar category (BELARUS - 82.1), a potato planter with a planting device’s drive from support wheels (L-201) and a designed device for organic fertilizer application mounted on a hiller-hoe. The research output was the distribution dependences of the organic fertiliser Biagum with an application rate of 2.49 kg / m2 and a rational operation mode of the equipment with the travelling speed of 7 km/h and a rotational speed of the dosing augers of 20 rpm. The developed and tested metering device for supplying the solid organic fertilizer allows for more even distribution of the material in the furrow, cutting down its consumption and improving the application quality. This significantly promotes the effectiveness of fertilizer use in potato cultivation practice.

Текст научной работы на тему «СПОСОБ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ВНЕСЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ПОСАДКЕ КАРТОФЕЛЯ»

stand. Thesis of Cand. Sc (Engineering)]. Saransk, 2016: 170 (In Russian)

18. Abezin V.G., Tseplyaev A.N., Abezin D.A. Rabochii organ dlya poverkhnostnoi obrabotki pochvy [Working body for surface tillage]. Patent RU 2379864. (In Russian)

19. Shilo I.N., Romanyuk N.N., Ageichik V.A., Khomuk A.S., Nukeshev S.O.

Rabochii organ dlya poverkhnostnoi obrabotki pochvy [Working body for surface tillage]. Patent BY 8874 U 2012.12.30. (In Russian)

20. Bespamyatnova N.M., Kravchenko S.V. Rabochii organ kul'tivatora [Working body of a cultivator]. Patent RU 2340135 C1. (In Russian)

УДК 631.33.022 DOI 10.24411/0131-5226-2020-10267

СПОСОБ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ВНЕСЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ПОСАДКЕ КАРТОФЕЛЯ

1 2 В.А. Юнин , канд. техн. наук; Н.Н. Кузнецов , канд. техн. наук;

1 2 1 А.М. Захаров , канд. техн. наук; А.М. Слизков , А.В. Зыков

1Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиал ФНАЦ ВИМ, г. Санкт-Петербург,Россия

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»,Вологда,Россия

В статье представлен анализ технических средств и составленная классификация машин и дозирующих устройств для внесения органических удобрений. Рассмотрен способ и операция внесения твердых органических удобрений при посадке картофеля. Целью исследования было повышение эффективности этого процесса за счет разработки и внедрения нового технического средства для возможности осуществления локальной (местной) доставки питательных веществ к клубням в момент их посадки. Объектом исследования был способ локального внесения твердых органических удобрений с применением разработанного устройства. Экспериментальные исследования были проведены на опытных площадках инженерного факультета ФГБОУ ВО Вологодской ГМХА и ИАЭП - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ с целью сравнительной оценки показателей работы устройства. Исследования проводились на установке, представляющей собой трактор класса 1,4 (БЕЛАРУС - 82.1), картофелесажалку с приводом высевающих аппаратов от опорных колес (Л-201) и

разработанное техническое средство для внесения органических удобрений на базе культиватора-окучника. В результате исследований определены зависимости распределения органического удобрения Биагум с нормой расхода 2,49 кг/м и установлен рациональный режим работы оборудования со скоростью движения агрегата 7 км/ч и частотой вращения дозирующих шнеков 20 об/мин. Разработанное и испытанное дозирующее устройство для подачи твердых органических удобрений позволяет равномерно распределить материал в борозде, снижая его расход и повышая качество внесения. Тем самым значительно повышается эффективность использования удобрений в технологии возделывания картофеля.

Ключевые слова: картофель, органическое удобрение, посадка, способ, локальное внесение, шнековый дозатор.

Для цитирования: Юнин В.А., Захаров А.М., Кузнецов Н.Н., Слизков А.М., Зыков А.В. Способ и техническое средство для локального внесения твердых органических удобрений при посадке картофеля // АгроЭкоИнженерия. № 4 (105).62-79

METHOD AND DEVICE FOR LOCAL APPLICATION OF SOLID ORGANIC FERTILISERS IN POTATO PLANTING

1 2 V.A. Yunin , Cand. Sc. (Engineering); N.N. Kuznetsov Cand. Sc. (Engineering);

A.M. Zakharov1 Cand. Sc. (Engineering); A.M. Slizkov2, A.V. Zykov1

institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Vologda State Dairy Farming Academy named after N. V. Vereshchagin", Vologda, Russia

The article presents a review and compiled classification of machines and metering devices for organic fertilizer application. It also considers the method and procedure of introducing a solid organic fertiliser when planting potatoes. The study aimed to increase the efficiency of this process by designing and introducing a new device for local delivery of nutrients to potato tubers during their planting. The object of the study was a method of local application of solid organic fertilizers using a developed device. Experimental studies were carried out on the test sites of the Engineering Faculty of the Vologda State Dairy Farming Academy and IEEP - branch of FSAC VIM to compare the device's performance. The experimental tractor/implement system included a tractor of 1.4 drawbar category (BELARUS - 82.1), a potato planter with a planting device's drive from support wheels (L-201) and a designed device for organic fertilizer application mounted on a hiller-hoe. The research output was the distribution dependences of the organic fertiliser Biagum with an application rate of 2.49 kg / m2 and a rational operation mode of the equipment with the travelling speed of 7 km/h and a rotational speed of the dosing augers of 20 rpm. The developed and tested metering device for

supplying the solid organic fertilizer allows for more even distribution of the material in the furrow, cutting down its consumption and improving the application quality. This significantly promotes the effectiveness of fertilizer use in potato cultivation practice.

Key words: potato, organic fertiliser, planting, method, local application, dosing auger.

For citation: Yunin V.A., Zakharov A.M., Kuznetsov N.N., Slizkov A.M., Zykov A.V. Method and device for local application of solid organic fertilisers in potato planting. AgroEcoEngineering. 2020. No.4 (105):62-79 (In Russian)

Введение

Основной задачей картофелеводства является увеличение объёмов

производства продукции. При

современном уровне развития сельского хозяйства увеличение объёмов

производства может быть достигнуто только за счёт повышения урожайности картофеля, которое тесно связано с обеспечением его питательными элементами и повышением плодородия почв [1].

Одним из путей повышения урожайности является применение высокопитательных органических

удобрений - таких как удобрение Биагум. Биагум - это биологически активное гумусированное органическое удобрение из куриного помета, изготавливаемое методом микробиологической

ферментации в аэробных условиях, производится в институте

агроинженерных и экологических проблем - филиале ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, в отделе инженерной экологии сельскохозяйственного производства [2]. При этом простое увеличение количества вносимых удобрений не всегда приводит к увеличению урожайности картофеля, так как возрастает возможность риска,

связанного со снижением урожайности в связи с неэффективным их внесением.

Одна из причин низкой эффективности органических удобрений -неравномерное распределение их по полю. Это связано с несовершенством технологий и технических средств, для внесения органики, неправильной регулировкой разбрасывающих

аппаратов, порчей удобрений при хранении, отсутствием научно

обоснованных приёмов регулирования нормы внесения, нарушением сроков обработки почв [1].

При внесении удобрений необходимо обеспечивать требуемые агротехнические показатели равномерности внесения. Если недостаточное содержание питательных элементов приводит к недобору урожая, то избыток удобрений приводит к развитию в почвах денитрификационных процессов, угнетению жизнедеятельности микроорганизмов, загрязнению грунтовых вод и водоёмов.

Горизонтально-шнековые туковысевающие аппараты широко используются для основного внесения органических удобрений. В настоящей работе рассмотрена возможность применения шнеков для дозированной подачи удобрений в момент посадки

картофеля, используя локальное или местное внесение питательных веществ. Шнековые дозаторы отличаются простотой конструкции, высокой производительностью, надежностью в работе, простотой конструкции и возможностью регулировки нормы внесения. Применяемая органическая смесь имела влажность не более 15%, плотность 0,75 т/м2, удельный вес 750 кг/м3 и угол естественного откоса в движении 40 градусов.

В настоящей работе рассмотрен обзор современных технических средств (сельскохозяйственных машин) для внесения твердых органических удобрений; разработан новый способ -посадочного (локального) внесения органических удобрений к высаживаемым клубням и конструкторско-

технологическая схема комбинированного посадочного агрегата; изготовлен макет вертикально-шнекового дозатора.

Материалы и методы

При возделывании картофеля по интенсивным технологиям большое значение имеет сохранение плодородия почв за счет внесения удобрений. Удобрения содержат основные элементы питания растений и способствуют повышению урожайности

сельскохозяйственных культур. Одной из важнейших операций при возделывании

№ 4(105)2020

картофеля является внесение

органических удобрений. Основная цель данной операции - увеличение урожайности культуры за счет повышения плодородия почвы. Основным

требованием при внесении удобрений является равномерность распределения. Отклонение от равномерности приводит к снижению окупаемости удобрений. Решающее влияние на равномерность высева оказывают относительное содержание, размер твердых включений и влажность органических удобрений, которые приводят к нарушению функционирования рабочих органов. Кроме того, отрицательное влияние на окружающую среду оказывает несвоевременная заделка разбросанных по полю удобрений.

Сельскохозяйственные предприятия страны ежегодно вывозят на поля миллионы тонн твердых и жидких органических удобрений. Так как на каждом гектаре разбрасывают десятки тонн органических удобрений, то для снижения затрат труда нужны большегрузные машины; обычно вместимость кузова 5...15 т [3,4]. Машины для внесения удобрений (рис. 1.) классифицируются по виду и физическому состоянию удобрений, срокам внесения, а также способу агрегатирования с мобильным

энергетическим средством (трактором, автомобилем и т.п.).

Рис. 1. Схема классификации машин для внесения удобрений

В настоящее время на рынок сельскохозяйственной техники

поставляется огромное множество машин для внесения органических удобрений, как отечественного, так и импортного производства. Машины различаются грузоподъемностью, приводом рабочих органов, исполнением транспортирующих и разбрасывающих механизмов. Проведенный обзор существующих способов и технических средств для внесения твердых органических удобрений показал, наиболее

перспективным направлением для повышения плодородия почвы и увеличения урожайности картофеля, является локальное (местное) внесение высокопитательной органики. Результаты проведенного исследования показали, что для реализации местного внесения органических удобрений нет

необходимых машин и механизмов.

В связи с этим проблема процесса равномерного внесения удобрений при точном внесении приобретает все

большую остроту и является актуальной научной проблемой, решение которой будет способствовать повышению эффективности использования

органических удобрений.

Внесение органических удобрений в зону образования корневой системы производится небольшими дозами непосредственно в борозду перед посадкой. Локальное внесение удобрений обеспечивает повышение урожайности картофеля или получение равных урожаев при значительно меньших дозах удобрений. Особенно актуальным является требование ученых о том, что удобрения необходимо «вносить, а не разбрасывать». Это требование не нашло полного воплощения в системе машин для внутрипочвенного внесения органических удобрений, а существующие машины не находят эффективного применения в сельском хозяйстве [5].

№ 4(105)2020

Целесообразность локального

внесения удобрений очевидна, она позволяет снизить потребность в удобрениях и себестоимость картофеля. Основным технологическим требованием, предъявляемым к дозирующим устройствам, не зависимо от схемы размещения удобрений, является обеспечение равномерной подачи удобрений независимо от уровня в бункере и внешних условий (работы на склонах и т.д.). Согласно агротехническим требованиям

неравномерность распределения

удобрений не должна превышать ±25% [6]. Также дозирующее устройство должно быть работоспособным на возможно большем ассортименте удобрений, быстро и начисто опорожняться, не допускать потери удобрений, потреблять как можно меньше энергии, обладать высокой

долговечностью и надежной защитой от коррозии.

Дозирующие устройства

Для дискретного потока

По характеру потока удобрений

Для сплошного потока

Рис. 2. Классификация дозирующих устройств

ISSN 2713-2641

На рис. 2 представлена классификация дозирующих устройств материалов близких по физико-механическим свойствам к удобрению Биагум.

На основе анализа существующих дозирующих устройств, проведенной их классификации можно отметить, что за основу, при разработке технологического процесса порционной дискретной подачи твердых органических удобрений в борозду, необходимо принять объемное дозирование устройством, выполненным по интегрированной структурно-конструктивной схеме в виде спирально-винтового вращательного элемента [7,8]. Они даже с учетом неудовлетворительных технологических свойств удобрений способны обеспечить стабильность процесса их внесения.

Разрабатываемый локальный способ и техническое средство для внесения твердых органических удобрений относится к сельскохозяйственному производству, а именно - к технологиям посадки картофеля и внесения под него органических удобрений, и может быть использовано как в малых фермерских хозяйствах, так и на крупных сельскохозяйственных предприятиях.

Основной задачей при разработке способа внесения органических удобрений под картофель при посадке, было снижение энергозатрат на проведение комплекса работ при посадке картофеля, повышение эффективности внесения органических удобрений, что обеспечит высокую урожайность картофеля, и, в конечном итоге, снижение себестоимости получаемого продукта.

№ 4(105)2020

Реализация заданных условий возможна только при выполнении основных технологических операций за один проход агрегата по полю, для этого необходимо усовершенствование

конструкции исполнительных устройств существующих сельскохозяйственных машин для внесения органических удобрений и посадки картофеля.

Поставленную задачу решает разработанный способ внесения органических удобрений под картофель при посадке. Данный способ включает нарезку на поле борозд с образованием между ними гребней, внесение органических удобрений в

сформированные борозды и посадку картофеля с образованием гребней.

Способ представляет следующее. Рабочими органами (окучниками) формируются борозды, в которые локально вносятся органические удобрения шнеками-дозаторами с вертикальной осью вращения

модернизированного

навозоразбрасывателя (машины для внесения органических удобрений), смонтированными вместо измельчающего и разбрасывающего барабанов. Клубни картофеля высаживаются

картофелесажалкой в борозды, заполненные высокопитательными

органическими удобрениями. Затем бороздозакрывающие диски

картофелесажалки, закрывают борозду землёй и формируют гребни. В конечном итоге удобрения не разбрасываются по всему полю, как в типичных навозоразбрасывателях, а поставляются локально в борозду с картофелем, -следовательно, при развитии растения его корни забирают питательные вещества из

АгроЭкоИнженерия

разлагающейся в непосредственной близости органики, что благоприятно сказывается на развитии картофеля, и, соответственно, приведёт к повышению его урожайности. Исполнение всех технологических операций способа: нарезка борозды, локальное внесение органических удобрений, посадка картофеля, последующая заделка борозды с образованием гребня производится, в отличие от существующих способов, за один его проход по полю, что существенно снижает энергоёмкость процесса, при этом почва уплотняется за один проход существенно меньше, чем за несколько, что также положительно влияет на развитие возделываемой культуры.

Исходя из вышеизложенного, новый способ внесения органических удобрений под картофель при посадке решает поставленные задачи: обеспечивает снижение энергозатрат на проведение комплекса работ при посадке картофеля, повышает эффективность внесения органических удобрений,

обеспечивающую высокую урожайность картофеля, и, в конечном итоге, снижает себестоимость получаемого продукта.

На рис. 3 приведена конструктивно-технологическая схема нового

технического средства, позволяющего совместить два технологических процесса возделывания картофеля - локальное внесение органических удобрений и посадку картофеля в борозды с удобрением.

1 - трактор класса 1,4, 2 - картофелесажалка с приводом высевающих аппаратов от опорных колес, 3 - машины для внесения органических удобрений с модернизированными высевающими аппаратами, 4 - культиватор-окучник.

Рис. 3. Комбинированный агрегат

Агрегат представляет собой комбинацию из трактора класса 1,4 (БЕЛАРУС- 82.1) (1), картофелесажалки с приводом высевающих аппаратов от опорных колес (Л-201) (2), машины для внесения

органических удобрений на базе РОУ-6 (3) и культиватора-окучника (4).

Культиватор - окучник (4) с двумя лапами устанавливается на переднюю навеску трактора с установленной колеей колес на

140 см. При движении агрегата, культиватор формирует борозды с заданным междурядьем 70 см и глубиной 8-12 см. Модернизированный

разбрасыватель органических удобрений (3), представляет собой двухосный полуприцеп, изменения касаются разбрасывающей части машины, вместо измельчающего и разбрасывающего барабана установлены два шнека с вертикальной осью вращения

посредством которых осуществляется дозированное локальное внесение удобрений.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Устройство приводится в действие гидромотором, запитанным от

гидросистемы трактора (1), синхронная работа обоих шнеков достигается путем применения цепной передачи. Питающий транспортер разбрасывателя (3) приводится в движение от вала отбора мощности трактора и синхронизируется со скоростью движения агрегата. Шнеки-дозаторы вращаясь в вертикальном положении, дозировано перемешают удобрение в борозду, норма внесения регулируется частотой вращения рабочего органа. К задней части кузова машины для внесения органических удобрений (3) монтируется навесное устройство с гидроцилиндром, которое оснащается треугольником быстрой навески. Таким же треугольником оснащена

картофелесажалка (2), которая присоединяется к машине для внесения удобрений. Картофелесажалка позволяет высаживать картофель на глубину до 12 см при помощи высаживающего аппарата, приводимого в движение от опорных колес сажалки посредством цепной передачи со сменными звездочками, в два ряда с междурядьем 70 см. Уложенные в борозду клубни закрываются землей,

бороздозакрывающими дисками

картофелесажалки, формирующими

гребни.

На основании расчетов и для проведения лабораторных исследований по определению равномерности внесения органических удобрений, шнековыми дозаторами был изготовлен макет (опытный образец) рабочего органа разрабатываемого агрегата.

Устройство навешивается на переднюю навеску трактора, гидромотор

присоединяется к гидросистеме, регулировка оборотов шнековых дозаторов производится регулятором давления. Работает устройство следующим образом: в бункер насыпаются органические удобрения, дно бункера имеет наклон 35°, для ссыпания материала к высевающим устройствам, шнеки, смонтированные в корпус бункера, вращаясь от гидромотора, навивкой порционно срезают и перемещают в вертикальном направлении вниз удобрение, которое равномерно распределяется по борозде.

Экспериментальные исследования

проведены совместно с сотрудниками ИАЭП филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ на территории инженерного факультета ФГБОУ ВО Вологодской ГМХА и Ленинградской плодовоовощной опытной станции, с целью сравнительной оценки показателей работы устройства для локального внесения органических удобрений. Основной задачей

исследований было определение работоспособности изготовленной

установки, а также проверки заданных конструктивно-технологических параметров.

На основании проведенных расчетов и удобрений, шнековыми дозаторами был

для проведения лабораторных изготовлен макет (опытный образец)

исследований по определению рабочего органа разрабатываемого

равномерности внесения органических агрегата рисунок 4.

Рис. 4. Установка для локального внесения органических удобрений

1 - бункер, 2 - гидромотор, 3 - шнековый дозатор, 4 - механизм привода,

5 - регулятор давления

Макет шнекового дозатора для локального внесения органических удобрений состоит из бункера 1, гидромотора МПР-100, шнековых 2, дозаторов 3, механизма привода 4, регулятора давления ПГ57-62 5.

Шнековый дозатор устанавливался на трактор МТЗ-82, гидромотор подключался к штатной гидросистеме трактора через механический гидрораспределитель.

Гидромотор - это гидравлический двигатель, предназначенный для сообщения выходному звену

вращательного движения на

неограниченный угол поворота. Выходной вал гидромотора, через муфту соединен с валом ведущего шнека. Посредством цепной передачи вращательное движение от ведущего шнека передается на ведомый шнек, данное конструкторское исполнение передаточного механизма дает возможность синхронизировать вращение обоих дозирующих элементов.

При проведении опытов

устанавливали частоту вращения дозаторов в пределах от 20 до 50 об/мин, что по расчетным данным соответствует норме внесения органики 1,5 до 2 тонн на гектар. Для измерения количества оборотов шнеков применяли цифровой тахометр Testo 460.

Результаты и обсуждение

При испытании шнекового дозатора для локального внесения органических удобрений детальному изучению подлежало продольное распределение материала в борозде с учетом различных норм его внесения.

Опыты проводились в статичном положении машины и в динамическом при линейном движении трактора.

В первом случае необходимо было проверить равномерность высева удобрений шнековыми дозаторами, когда трактор не движется по полю (неравномерность внесения по ширине

захвата агрегата), а во втором случае проверялась равномерность

распределения удобрений шнековыми дозаторами при движении трактора по полю (неравномерность внесения по длине гона). Качество внесения органических удобрений определяется по

следующие управляемые факторы:

двум критериям: отклонению дозы внесения от заданной и неравномерность распределения удобрений по площади согласно ГОСТ 28718-2016 «Техника сельскохозяйственная. Машины для внесения твердых органических удобрений».

трактора (Ум , км/ч) [9,10]. Выходные

Таблица 1

Определение неравномерности внесения органических удобрений

№ опыта Скорость движения трактора Ум , км/ч Частота вращения шнеков п, мин-1; Норма расхода орг. удобрения Vg, кг/м

1 5 20 1,66

2 9 20 1,66

3 5 50 3,32

4 9 50 3,32

5 5 33 2,49

6 9 33 2,49

7 5 33 2,49

8 9 20 1,66

9 7 50 3,32

10 7 20 1,66

11 7 50 3,32

12 7 33 2,49

13 7 33 2,49

14 7 33 2,49

15 7 33 2,49

На основе аналитических частота вращения шнековых дозаторов (п

исследований для разработанного мин-1), установленная норма расхода технического средства были выбраны удобрения кг/м ), скорость движения

параметры: неравномерность внесения по гона^. Концептуальная модель объекта ширине захвата агрегата, Y; исследования представлена на рис.4 неравномерность внесения по длине

эг

£

Локальное внесение твердых органических удобрений

Рис.4. Концептуальная модель объекта исследования

ш < ^ Н

ш < р

с < < 2

и т

Z 3 < о Q- с

11,00% 10,00% 9,00% 8,00% 7,00% 6,00% 5,00% 4,00% 3,00%

VG = 1, 6 6 ( КГ/М) VG = 2, 49 ( КГ/М) VG = 3,32 ( КГ/М)

НОРМА ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЯ, КГ/М

Частота вращения шнеков п=20 мин-1; И Частота вращения шнеков п=-33 мин-1; Частота вращения шнеков п=50 мин-1;

Рис. 6. Зависимость неравномерности распределения удобрений от нормы внесения удобрения и частоты вращения дозаторов

Из графиков, представленных на рис. устройством достигается при частоте 6, можно сделать вывод, что наилучшая вращения 20 мин-1, с увеличением

равномерность высева органических вращения удобрений шнековым дозирующим увеличивается.

неравномерность

x

ш 54

5 Sf

Sf °

О.

d ш

U X

< S Q- ^

.ü ci

Б о

о c

X ее

Q. S

Ш I

о Sa

« В

< 5

Q. >

7,00% 6,50% 6,00% 5,50% 5,00% 4,50% 4,00%

5 КМ/Ч 7 КМ/Ч 9 КМ/Ч

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ АГРЕГАТА КМ/Ч

Частота вращения шнеков п=20 об/мин; Частота вращения шнеков п=33 об/мин; Частота вращения шнеков п=50 об/мин;

Рис. 7. Зависимость неравномерности распределения удобрений от частоты вращения

дозаторов и скорости движения трактора

Наилучшие показатели распределения органики локальным способом по длине гона были получены при средней частоте

вращения 33 мин-1 на максимальной скорости агрегата 9 км/ч.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8,00%

7,00%

и О ш С

СО £

§ I 6,00%

х О о. х

5,00%

СО О-

eil 4,00%

5 К М /Ч

7 КМ/Ч 9 КМ/Ч

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ АГРЕГАТА, КМ/Ч

Норма расхода орг.удобрения Vg = 1,66 (кг/м) Норма расхода орг.удобрения Vg=2,49 (кг/м) Норма расхода орг.удобрения Vg = 3,32 (кг/м)

Рис. 8. Зависимость неравномерности распределения удобрений от нормы внесения

удобрений и скорости движения трактора

При исследовании локального внесения органических удобрений «в динамике» при перемещении агрегата, наиболее равномерно в борозде распределялся высеваемый материал с минимальной нормой внесения 1,66 кг/м при скорости агрегата 5 км/ч, а также с

Рис. 9. Размещение в борозде картофеля и органических удобрений

нормой внесения 2,49 и скорости агрегата 9 км/ч.

При заданной норме внесения 1,5-2 т/га была проведена опытная посадка картофеля с локальным внесением органических удобрений, рисунок 9.

Как видно из рис. 9 органическое удобрение равномерно уложено в борозде, высаженный картофель находится на удобрении, на заданной глубине 8 см. Проведенные опыты подтверждают теоретические предпосылки, изложенные в работе.

Анализ полученных данных

показывает, что применение

комбинированного картофелепосадочного агрегата, совмещающего операции локального внесения органических удобрений и посадку семенных клубней по всем показателям более экономично по сравнению с однооперационными машинами.

Выводы

Анализ способов и технических средств для внесения органических средств при возделывании картофеля

позволили предложить способ локального внесения, подобрать наиболее

перспективный вид удобрения (Биагум), спроектировать агрегат для реализации местного внесения органических удобрений и разработать устройство, шнековый дозатор, для равномерной подачи материала к высаживаемым клубням картофеля.

Применение локального способа внесения органических удобрений, позволит сократить норму внесения органики, по сравнению с традиционной технологией, в 2 раза до 1.5 т/га.

Проведенные экспериментальные

исследования макета комбинированного картофелепосадочного агрегата,

оборудованного шнековыми дозаторами, для местного внесения органических удобрений в ходе которых подтверждена

обоснованность предлагаемого способа внесения органического удобрения.

Наиболее перспективным направлением дальнейшего развития шнековых-дозаторов для местного внесения органических удобрений является рассмотрение возможности применения их в технологиях дифференцированного внесения, которое сопровождается

постоянным непрерывным изменением требуемых норм внесения удобрений в зависимости от наличия питательных элементов на конкретном участке поля и рабочей скорости движения агрегата. Вероятно, это потребует разработки новых технических решений,

направленных на обеспечение

качественных показателей работы аппарата.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Зыков А. В., Юнин В. А., Захаров А. М. Использование робототехнических средств в АПК // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. № 3 (81). С. 8-11. DOI: 10.23670/IRJ.2019.81.3.001

2. Уваров Р.А., Шалавина Е.В., Васильев

3.В., Фрейдкин И.А. Определение оптимального состава субстрата на основе твердой фракции свиного навоза для твердофазной аэробной ферментации // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 3(100). С. 187195. DOI: 10.24411/0131-5226-2019-10179

3. Sengottaian K., Mohanrajhu N., Palani S., Jayabalan C. Design of manure spreader machine for agricultural farm field. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019. Vol. 9, Issue 1: 4280-4284. DOI: 10.35940/ijitee.A4877.119119

4. Юнин В. А., Зыков А. В., Захаров А. М. и др. Система дифференцированного внесения гранулированных удобрений // Международный научно-

исследовательский журнал. 2020. № 9 (99) Часть 1. С. 31-35. DOI: 10.23670/IRJ.2020.99.9.006

5. Васильев Э.В. Повышение эколого-экономической эффективности процесса использования жидкого органического удобрения путем автоматизированного выбора рациональных вариантов технологий транспортировки и внесения в условиях Северо-Западного региона // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2013. № 4. С. 127-133

6. Кузнецов Н.Н. Комбинированный агрегат для посадки картофеля с локальным внесением органических удобрений // Передовые достижения науки в молочной отрасли. Сборник научных трудов по результатам работы всероссийской научно-практической конференции. 2019. С. 185-189.

7. Taghizadeh-Tameh J., Jafari Mousazadeh, H., Tarabi N. Evaluation of some effective parameters in performance of a helical two-sided manure distributor. Engineering in Agriculture, Environment and Food. 2017.

Vol. 10, Issue 2:133-139 DOI: 10.1016/j.eaef.2016.11.002

8. Stefan V., David L., Ciuperca R., Zaica A., Nedelcu A., Suvac A. Experimental testing of a helical rotor for compost distribution. E3S Web of Conferences. 2020. TE-RE-RD 2020. Vol. 180. No. 03027. DOI: 10.1051/e3sconf/202018003027

9. Cardei P., Stefan V. Popa L. Ciuperca R. Statistical models for the working process

carried out by the organic fertilizer-spreading machine. INMATEH-agricultural

engineering. 2019. Vol. 58. No. 2: 121-128. DOI: 10.35633/INMATEH-58-13

10. §tefan V., Sfiru R., Popa L. Experimental results on the solid organic fertilizer machine MG 5. E3S Web of Conferences. TE-RE-RD 2019. 2019. Vol. 112, № 03007. DOI: 10.1051/e3sconf/201911203007

REFERENCES

1. Zykov A. V., Yunin V. A., Zakharov A. M. Ispol'zovanie robototekhnicheskikh sredstv v APK [ Use of robotics in AIC]. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal. 2019. No. 3 (81): 8-11. DOI: 10.23670/IRJ.2019.81.3.001 (In Russian)

2. Uvarov R.A., Shalavina E.V., Vasilev E.V., Freidkin I.A. Opredelenie optimal'nogo sostava substrata na osnove tverdoi fraktsii svinogo navoza dlya tverdofaznoi aerobnoi fermentatsii [Optimisation of substrate based on solid fraction of pig manure for solidphase aerobic fermentation]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. No. 3(100): 187-195. DOI: 10.24411/0131-5226-2019-10179 (In Russian)

3. Sengottaian K., Mohanrajhu N., Palani S., Jayabalan C. Design of manure spreader machine for agricultural farm field. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019. Vol. 9, Issue 1: 4280-4284. DOI: 10.35940/ijitee.A4877.119119

4. Yunin V. A., Zykov A. V., Zakharov A. M. et al. Sistema differentsirovannogo vneseniya granulirovannykh udobrenii [Variable rate application system of pelleted fertilizers]. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal. 2020. No. 9 (99) Part 1: 31-35. DOI: 10.23670/IRJ.2020.99.9.006 (In Russian)

5. Vasilev E.V. Povyshenie ekologo-ekonomicheskoi effektivnosti protsessa ispol'zovaniya zhidkogo organicheskogo udobreniya putem avtomatizirovannogo vybora ratsional'nykh variantov tekhnologii transportirovki i vneseniya v usloviyakh Severo-Zapadnogo regiona [Increasing environmental and economic efficiency of the process of the use of liquid organic fertilizer through automated choice of rational options of transportation and application technologies in the North-West Region]. Vestnik Vserossiiskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizatsii zhivotnovodstva. 2013. No. 4: 127-133 (In Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.