CC BY
6
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-59 THEORETICAL AND PRACTICAL ASPECTS OF CREATING A TECHNICAL SYSTEM FOR IRRIGATION OF AGRICULTURAL CROPS ON COMPLEX SALINE SOILS
A. V. Mayer, V. V. Vybornov
Federal State Budget Science Center «All-Russian Scientific Research Institute of Hydrotechnics And Land Reclamation named after A. N. Kostyakov»
Received 12.12.2022 Submitted 01.03.2023
Summary
The article presents an irrigation system for irrigation of agricultural crops cultivated on saline svetlo-kashtan soils, with the function of enriching irrigation water with catalytically purified exhaust gases.
Abstract
Introduction. In the Volgograd region, light chestnut soils occupy a significant part of the territory. Along with fertile lands with good heat supply, this territory has a number of unfavorable factors that prevent the production of consistently high yields of agricultural products. Basically, these are saline soils, which occupy up to 12% weakly and medium, up to 5% strongly saline soils. Insufficient and unstable moisture, frequent droughts, burdened by dry winds, wind and water erosion, lead to low soil fruiting. Object. To improve the structure of saline soils, we have proposed a drip irrigation system with irrigation water enrichment - purified carbon dioxide (CO2). Materials and methods. The research was based on the materials of a number of well-known scientists (Morozov S. S., Morozova A. S., Gudkova Z. P., Kazakova L. A., Babushkin V. M., Mochulsky S. K., Netbaylo V. D., etc.) The above scientists studied the effects of carbon dioxide and the effect of exhaust gases on saline soils and its positive effect on plants as a whole. The research used an irrigation system for low-volume drip irrigation, equipped with a catalyst -neutralizer and a water mixer activator. A diesel engine of the D-245 brand is proposed as a source of carbon dioxide. Results and conclusions. When the diesel engine is running, combustion products are formed with a lot of toxic substances that are not desirable when the irrigation water is activated with carbon dioxide. Crude exhaust gases enter the oxidizing catalyst at the entrance, during the passage through the catalyst, the crude exhaust gases are not neutralized by means of honeycomb ceramic cells and at the output we get purified CO2 + H2O. Irrigation water and carbon dioxide are transported to the mixer, where the water is enriched with carbon dioxide. As a result, activated irrigation water through irrigation pipelines, through water outlets, enters the soil, where a chemical reaction occurs, resulting in the structure of the saline soil being improved. At the same time, plants receive more fertilizing elements, hence a significant increase in yield. Conclusions. Studies by a number of scientists have proved the positive effect of carbon dioxide on the structure-forming processes of saline soils, on the growth and development of agricultural crops. The developed improved irrigation system will expand research on the study of technological processes in the cultivation of agricultural crops and determine the technical characteristics of an improved stationary irrigation system.
Key words: irrigation system, engine, carbon dioxide, catalyst, purification, mixer, water activation, irrigation methods, salt soil.
Citation. Mayer A. V., Vybornov V. V. Theoretical and practical aspects of creating a technical system for irrigation of agricultural crops on complex saline soils. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2023. 1(69). 537-544 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-59.
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 1 2023
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
УДК 674.674
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА КОМПЛЕКСНЫХ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВАХ
А. В. Майер, кандидат сельскохозяйственных наук В. В. Выборнов, кандидат сельскохозяйственных наук
ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова
Дата поступления в редакцию 12.12.2022 Дата принятия к печати 01.03.2023
Актуальность. В Волгоградской области светло-каштановые почвы занимают значительную часть територии. Наряду с плодородными землями, хорошей теплообеспеченностью, эта территория имеет ряд неблагоприятных факторов, препятствующих получению стабильно высоких урожаев сельскохозяйственной продукции. В основном это солонцы, которые занимают до 12 % слабо- и средне-, до 5 % сильносолонцеватые почвы. Недостаточность и неустойчивость увлажнения, часто повторяющиеся засухи, отягощенные суховеями, ветровая и водная эрозия приводит к низкому плодоношению почв. Объект. Для улучшения структуры солонцовых почв нами предложена капельная система орошения с обогащением поливной воды очищенным углекислым газом (СО2). Материалы и методы. В основу исследований легли материалы ряда известных ученых (Морозов С. С., Морозова А. С., Гудкова З. П., Казакова Л. А., Бабушкин В. М., Мочульский С. К., Нетбайло В. Д. и др.). Вышеперечисленные ученые изучали влияние углекислого газа и выхлопных газов на солонцовые почвы, а также его положительное воздействие на растения в целом. В исследованиях использовалась система орошения для малообъемного капельного орошения, доукомплектованная катализатором - нейтрализатором и водным смесителем-активатором. В качестве источника углекислого газа предложен дизельный двигатель марки Д-245. Результаты и выводы. При работающем дизельном двигателе образуются продукты сгорания с множеством токсичных веществ, которые нежелательны при активации поливной воды углекислым газом. На входе в окислительный катализатор поступают неочищенные выхлопные газы, в период прохождения через катализатор неочищенные выхлопные газы нейтрализуются посредством сотовых керамических ячеек и на выходе мы получаем очищенный СО2 + Н2О. Поливную воду и углекислый газ мы транспортирум в смеситель, где и происходит обогащение воды углекислым газом. В результате активированная поливная вода посредством поливных трубопроводов через водовы-пуски попадает в почву, где происходит химическая реакция, вследствие чего улучшается структура солонцовой почвы. Растения при этом получают больше удобрительных элементов, отсюда значительная прибавка урожая. Исследованиями ряда ученых доказано положительное действие углекислого газа на структурообразовательные процессы солонцовых почв, на рост и развитие сельскохозяйственных культур. Разработанная усовершенствованная система орошения позволит расширить исследования по изучению технологических процессов при возделывании сельскохозяйственных культур и определить технические характеристики усовершенствованной стационарной системы орошения.
Ключевые слова: системы орошения, технологии орошения, способы полива, солонцовые почвы.
Цитирование. Майер А. В., Выборнов В. В. Теоретические и практические аспекты создания технической системы для орошения сельскохозяйственных культур на комплексных солонцовых почвах. Известия НВ АУК. 2023. 1(69). 537-544. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-59.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились с представленным окончательным вариантом и одобрили его.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
538
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Введение. Значительная пестрота почвенного покрова Волгоградского региона, непредсказуемость погодных условий, многоплановость специализации фермерских хозяйств потребовали научного обеспечения агропромышленного комплекса. Необходимость направления обусловливается прогрессивным снижением органического вещества, ухудшением физических, водно-физических и химических показателей почвы, и как следствие, большими затратами на получение сельскохозяйственной продукции. В зоне распространения каштановых почв эта проблема обозначилась особенно остро, где в отдельных районах не только приостанавливается прирост урожайности, но и четко проявляются тенденции снижения урожая зерновых и кормовых культур [2, 5, 7, 10]. Основной причиной этого, наряду с ограниченными природными и технологическими ресурсами, оказалось вовлечение в пашню почв с высокой долей участия солонцов, на которых при традиционной агротехнике возделывания сельскохозяйственных культур ресурсы плодородия были частично или полностью исчерпаны. Это вызвало необходимость глубокого научного поиска с целью создания нетрадиционных технологий для повышения плодородия солонцовых почв [1, 6, 8, 13]. В результате многолетних исследований (Морозов С. С., Морозова А. С. Гудкова З. П., Казакова Л. А., Бабушкин В. М., Мочульский С. К.,Нетбайло В Д. и мн. др.) задача была решена. Предложенные ими технологии получили широкое распространение в хозяйствах, расположенных в зоне солонцовых комплексных почв. В настоящее время работы по мелиорации солонцовых почв приостановлены, прекращены и научные исследования в этом направлении.
На данный момент в Волгоградской области насчитывается до 24 000 га капельного орошения. С приходом в сельскохозяйственное производство новых стационарных капельных и комбинированных систем орошения нового поколения возникла возможность продолжения с их помощью разрабатывать новые технологии орошения для экологически безопасных способов полива сельскохозяйственных культур и улучшения плодородия солонцовых почв. Анализ проведенных исследований по разработке технологий, таких как глубокое рыхление почвы (с трехъярусной вспашкой почвы), внесение в почву большого количества органических удобрений, внесение в почву гипса и сернокислого железа, позволит предложить технологию орошения для окисления сонцовых почв посредством вноса в почву активированной воды, насыщенной углекислым газом [1, 3, 5, 7].
В проводимых ранее исследованиях обогащение солонцовых почв углекислым газом применяли при вспашке через сошники, последний из почвы очень быстро улетучивался, но тем не менее все равно были положительные тенденции к значительной прибавке урожая. Нами предложен вариант внесения в солонцовую почву СО2 с поливной водой. Предложенный способ уменьшит летучесть СО2 и будет обеспечивать его концентрацию на более длительное время, что, несомненно, положительно скажется на структуре солонцовой почвы и в конечном результате на урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур.
Материалы и методы. Материалом исследований являлись конструктивные компоненты системы капельного орошения и отдельное вмонтированное в систему орошения устройство для очистки выхлопных газов посредством катализатора-нейтрализатора с последующей активацией поливной воды очищенным углекислым газом. В исследованиях использовалась ссылка на разработки К.К. Гедройца теоретических основ солонцового процесса, в формировании неблагоприятных водно-физических и химических свойств для установления ведущей роли обменно-поглощенного натрия в солонцовых почвах.
Результаты и обсуждение. Необходимость разработки различных способов увеличения концентрации в почве углекислоты с целью повышения интенсивности ионообменных реакций при мелиорации солонцовых почв давно привлекает внимание
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ученых. Подача в почву углекислоты в жидком, твердом или газообразном состоянии встречает серьезные технические и организационные трудности в условиях производства. По данным М.М. Кононовой (1972), разложение органических остатков в почве сопровождается образованием соединений, индивидуально созданных природой, многие из которых обладают физиологической активностью и канцерогенными свойствами, в частности 3-4 бензопирен, обнаруженный в почвенных вытяжках. Это дает основание утверждать, что наличие канцерогенов в почве является естественным состоянием. Такое количество бензопирена не представляет опасности загрязнения биосферы [1, 7, 12]. Многие авторы [7, 9, 11] утверждают, что растворимость карбоната кальция и активность реакций замещения можно повысить путем перевода карбоната СаСОз в биокарбонат - Са (НСО3)2. Важным условием для этого является наличие в почве углекислоты (Лагунова, 1995, Кауричев и др., 1964). Несмотря на образование в почве СО2, в естественных условиях растения положительно реагируют на внесение фосфорных удобрений, что свидетельствует о недостатке фосфора в почве. Причины этого, по-видимому, в низкой растворимости СаСО3, и обусловливаются они биохимической природой образования СО2, условиями его растворения до образования Н2СО3. Таким образом, возникает необходимость при дальнейших исследованиях создать условия для увеличения в почве углекислого газа и усиления его растворяющей способности.
Исследованиями ряда ученых доказано положительное действие двуокиси углерода на рост и развитие растений. На почве предварительно обработанной отработанными газами тракторного двигателя, растения накапливают большее количество фосфора, что свидетельствует об оптимальном уровне питания, и создают большую вегетативную массу и массу корневой системы. Положительное влияние углекислоты на рост корней отмечает К. А. Блек (1973). Он установил, что скорость удлинения корней сои была больше, когда почва аэрировалась газовой смесью, содержащей 5 % СО2, нежели когда продували обычный воздух, содержащий 0,03 % СО2. К. К. Гедройц отмечал, что «растворимость углесолей кальция и магния находится в прямой зависимости от содержания углекислоты в почвенном растворе; поэтому все, что повышает содержание углекислого газа в почве, ускоряет естественный процесс рассолонцевания». Поэтому поиск рационального решения этой задачи привел нас, как и предыдущих ученых (В. М. Бабушкин, А. И. Баранов), к решению использовать в качестве источника двуокиси углерода выхлопные отработанные газы тракторного дизельного двигателя Д -245.
В 2021...2022 гг. нами были проведены исследования по очистке выхлопных газов посредством их пропуска через емкость с поливной водой. В результате очистки сажевые примеси выхлопных газов всплывали на поверхность зеркала воды в емкости. Затем сажевые пятна утилизировали путем их сбора сетчатым капроновым водозаборным фильтром. Очищенная вода, обогащенная углекислым газом, использовалась для полива овощной огуречной продукции. Результаты эксперимента показали положительную динамику развития плодов и растений огурца в сравнении с контрольными лунками - на 17.20 %. Опыты по изучению влияния очищенных выхлопных газов на солонцовую почву и производство овощной продукции продолжаются.
В КФХ «Выборнов В. Д.», расположенном в Ленинском районе Волгоградской области, где сотрудниками нашего отдела проводятся ежегодные исследования, была смонтирована капельная система орошения для полива овощных культур. Почва опытных участков светло-каштановая в комплексе с солонцами. Водозабор в систему капельного
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
орошения осуществляется с оросительного канала посредством насоса и дизельного двигателя Д-245. Имея в наличии нужную для наших исследований систему орошения, мы пришли к выводу о необходимости разработки оросительной системы на ее базе, которая позволит не только очищать выхлопные газы дизельного двигателя от токсических веществ, но и обогащать поливную воду очищенным углекислым газом. В результате активации поливной воды у нас появится возможность доставлять ее через капельные водовыпуски в почву, к корневой системе возделываемых растений. Обогащенная поливная вода положительно скажется на структурообразовательных процессах солонцовых почв. Наши предложения сводятся к усовершенствованию функциональных возможностей систем капельного орошения, осуществляющих водозабор насосными станциями от дизельных двигателей. Мы предлагаем доукомплектовать их установками для обязательной очистки выхлопных газов посредством современных окислительных «катализаторов», с применением «сажевых фильтров».
На рисунке 1 представлена условная схема опытной системы капельного орошения. В конструкцию ситемы орошения входит узел газоочистки 6 и устройство 9 для подачи активированной углекислым газом поливной воды на орошаемый участок.
Рисунок 1 - Условная система орошения для активации поливной воды углекислым газом: 1 - оросительный канал; 2 - насос; 3 - всасывающий трубопровод; 4 - двигатель; 5 - инжекторная заслонка; 6 - катализатор нейтролизатор; 7 - выходной трубопровод; 8 - фильтровальная станция; 9 - смеситель; 10 - распределительный трубопровод; 11 - поливные трубопроводы; 12 - вывод выхлопных газов; 13 - контролер запорной арматуры;
14 - замыкающий трубопровод
Figure 1 - Conditional irrigation system for activating irrigation water with carbon dioxide: 1 - irrigation channel; 2 - pump; 3 - suction pipeline; 4 - engine; 5 - injection valve; 6 - catalyst neutrolizer; 7 - outlet pipeline; 8 - filtration station; 9 - mixer; 10 - distribution pipeline; 11 - irrigation pipelines; 12 - exhaust gas outlet; 13 - shut-off valve controller; 14 - closing pipeline
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Принцип работы системы орошения. Водозабор поливной воды осуществляется из оросительного сооружения 1 насосной станцией 2 при помощи дизельного двигателя, затем поливная вода, пройдя через блок фильтровальной станции 8, поступает в смеситель 9. Выхлопные отработанные газы выбрасываются двигателем 4 внутреннего сгорания посредстством газораспределительного механизма через выхлопную трубу 12 в атмосферу. При правильном регулировании заслонки инжектора 5, установленной на выхлопной трубе 12, отработанные токсичные газы вместе с углекислым газом проходят узел очистки 6. Пройдя через катализатор-нейтрализатор 6, очищенный на 98 % углекислый газ попадает в смеситель 9. В смесителе 9 углекислый газ перемешивается с поливной водой и поступает в распределительный трубопровод 10, затем через водовыпуски поливных трубопроводов 11 в почву. При комбинированном орошении активированная вода через дисперсионные насадки попадает на листовую поверхность возделываемых растений.
В промышленном производстве существует несколько видов катализаторов-нейтрализаторов выхлопных газов, с их установкой как на автомобильные бензиновые двигатели, так и на дизельные тракторные двигатели. Кроме катализаторов-нейтрализаторов, используются сажевые фильтры с системой ввода присадок к топливу для активной регенерации (сжигание частиц сажи). Сажевый фильтр с католическим покрытием выполняет несколько функций: окисление СО и НС; окисление NO до NOx и окисление СО до СО2 + Н2О.
Рассмотрим принцип очистки выхлопных газов в предлагаемом окислительном катализаторе-нейтрализаторе, где протекают окислительные реакции посредством соприкосновения концерогенных токсических газов с драгметаллами, находящимися в керамических сотовых ячейках. Основная реакция:
CO+NOx = СО2 +N2; СО + 1/2 О2 = СО2 ; Н4О2 - ЗО2 = СО2 + Н2О;
Рисунок 2 - Условная схема катализатора для очищения выхлопных газов: 1 - неочищенные газы; 2 - очищенные выхлопные газы; 3 - теплоизоляционный экран; 4 - отверстие для датчика кислорода; 5 - керамические соты; 6 - корпус катализатора
Figure 2 - Conditional scheme of the catalyst for purification of exhaust gases: 1 - untreated gases; 2 - purified exhaust gases; 3 - thermal insulation shield; 4 - hole for oxygen sensor; 5 - ceramic honeycombs; 6 - catalyst housing
Представленный катализатор-нейтрализатор используется для очистки выхлопных газов от токсических и концерагенных веществ в современной автомобильной промышленности. Мы предлагаем использовать катализатор-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
нейтрализатор для очистки выхлопных газов дизельного двигателя, который является частью конструкции оросительной системы, посредством которого осуществляется водозабор поливной воды и доставка ее в солонцовую почву к корневой системе возделываемых овощных культур. Очистка отработанных газов в дизельном двигателе происходит путем введения в систему орошения катализатора-нейтрализатора. Традиционный дизельный катализатор представляет собой обычный окислительный катализатор для нейтрализации оксида углерода и углеводородов. Катализатор рассчитан на 180...250 часов работы. Затем в катализаторе заменяется очистительный блок и катализатор пригоден для дальнейшего использования.
Выводы. Подводя общий итог вышеизложенному, мы пришли к заключению о том, что очищенные посредством сажевого фильтра и катализатора-нейтрализатора выхлопные газы очищаются на 98 % от канцерогенных и токсических веществ. Активируя оросительную воду очищенным углекислым газом путем прохождения через смеситель системы орошения, мы осуществляем оросительный полив сельскохозяйственных культур, возделываемых на солонцовых почвах. Обогащенная поливная вода обеспечивает впоследствии улучшение химических особенностей солонцов, повышает содержание органического вещества, растворимость карбонатов, труднодоступных фосфатов почвы и основных элементов питания. Все это свидетельствует о повышении естественного плодородия в процессе интенсивного использования солонцовых почв. Существенная активация этих процессов может быть достигнута при постояной подаче в почву поливной воды, обогащенной углекислым газом, полученным из отработанных газов тракторного двигателя. Таким образом, доказано положительное влияние на солонцовую почву отработанных выхлопных газов, в частности очищенного углекислого газа. Также отмечается улучшение водно-физических свойств солонцовой почвы и интенсивная мобилизация труднодоступных фосфатов почвы, что приводит в итоге к повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Библиографический список
1. Бабушкин В. М., Баранов А. И. Мелиорация темнокаштановых солонцовых почв южного региона России: монография. Новочеркаск, 2007. С. 136-151.
2. Бородычев В. В., Конторович И. И. Научные разработки ВФ ВНИИГиМа // Мелиорация и водное хозяйство. 2014. № 5-6. С. 8-10.
3. Бочарников В. С., Мещеряков М. П. Новые приемы возделывания овощных культур в системе водосберегающего орошения // Овощеводство и тепличное хозяйство. 2014. № 4. С. 54.
4. Добрачев Ю. П., Соколов А. П. Модели роста и развития растений и задача повышения урожайности // Природообустройство. 2016. № 3. С. 90-96.
5. Дубенок Н. Н., Майер А. В. Разработка систем комбинированного орошения для полива сельскохозяйственных культур // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2018. С. 9-19.
6. Казакова Л. А. Окультуривание труднодоступных солонцов на орошаемых землях Нижнего Поволжья // Мелиорация и водное хозяйство. 2006. № 4. С. 45-47.
7. Кирейчева Л. В., Карпенко Н. П. Оценка эффективности оросительных мелиораций в зональном ряду почв // Почвоведение. 2015. № 5. С. 587.
8. Майер А. В. Система орошения для мелиорации светло-каштановых солонцовых почв // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2022. № 1. С. 20-27.
9. Мелихова Е. В. Математическое моделирование солевого режима при фертигации в почвогрунтах фрактальной структуры // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2017. № 2 (46). С. 249-255.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
10. Соловьев Д. А., Роботизированный оросительный комплекс "Каскад" // Аграрный научный журнал. 2020. № 1. С. 74-78.
11. Chen X., Jeong S.-J. Irrigation enhances local warming with greater nocturnal warming effects than daytime cooling effects // Environmental research letters. 2018. V. 13. I. 2. N. 024005.
12. Haider S. Projected crop water requirement over agroclimatically diversified region of Pakistan // Agricultural and Forest Meteorology. 2020. V. 281. P. 107824.
13. Quantification of gypsum reguirement for amelioration of saline sodic soil / A. R. Bangar, R. P. Deshpande, A. K. Single, D. More // Makarashta Agr. Union. 1982. Р. 85-86.
Информация об авторах: Майер Александр Владимирович - старший научный сотрудник Федерального государственного бюджетного научного учреждения, Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова (РФ 127750, г. Москва, ул. Большая академическая, 44, корпус 2), кандидат сельскохозяйственных наук, ORCID: orkid.org/1000-0002-0065-8916, тел: 89053378678, email: vkovniigim@yandex.ru
Выборнов Владимир Владимирович - старший научный сотрудник Федерального государственного бюджетного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова (РФ 127750, г. Москва, ул. Большая академическая, 44, корпус 2), кандидат сельскохозяйственных наук, ORCID: orkid.org/0000-0003-2743-9825, тел: 89377112999, email: vkovniigim@yandex.ru
DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-60 THEORETICAL SUBSTANTIATION OF THE PARAMETERS OF THE DISTRIBUTION DEVICE OF A ROW SEEDER
I.S. Martynov, M.N. Shaprov, S.V. Tronev, A.V. Sedov, A.A. Mikhailenok
Volgograd State Agrarian University, Volgograd Received 02.10.2022 Submitted 02.12.2022
Abstract
Introduction. Product yield is the main goal in solving most problems related to the improvement of technological processes and working parts of agricultural machines. In the prevailing territories of the Lower Volga region, the yield of agricultural crops is affected by negative weather conditions. The main factors affecting the yield of crops are the resources of heat, light and the availability of soil moisture, especially in the spring-summer period. First of all, this concerns tilled crops, among which melons and gourds are the most responsive to these parameters. One of the main problems in their cultivation is sparse seedlings. Object. The object of research is a seeder for seeding of row crops at different depths. Materials and methods. In order to reduce economic costs and provide optimal conditions for seed germination, it is proposed to use a different depth-nested sowing, which is carried out by an improved seeder. The distribution of seeds in a row is provided by a sowing machine and a distributing device made in the form of a roller. It has three cells located at an angle of 45°. The profile of the first and third cells have a curved surface that connects the middle and outer parts of the roller. The second cell is made cone-shaped without displacement. Results and conclusions. When analyzing the technological process of sowing row crops, it was revealed that one of the key points is the process of filling the cells of the spreading roller with seeds. The functionality of the roller depends on the parameters of the cells, taking into account the characteristics of the seeds. Properly formed roller cells distribute the seeds into the coulter openings, ensuring alternate sowing in them, excluding skips and double hits.
Key words: coulter, seeds, row crops, distributing device, cells, seeder, productivity.
Citation. Martynov I. S., Shaprov M. N., Tronev S.V., Sedov A.V., Mikhailenok A. A. Theoretical substantiation of the cell parameters of the roller of the distribution device of a row seeder. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2023. 1(69). 544-556 (in Russian). DOI: 10.32786/20719485-2023-01-60.
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
