Введение к работе
Актуальность темы. При современном уровне развития сельского хозяйства увеличение объёма производства сельскохозяйственной продукции может быть достигнуто только за счёт повышения урожайности, которое тесно связано с обеспечением растений питательными элементами.
Так как растениям требуются одновременно все основные питательные элементы (азот, фосфор, калий), но содержание их в почве и соотношение в комплексных удобрениях обычно не соответствует потребностям культур в отдельные периоды их роста, то по мере надобности вносят однокомпонентные туки или смешивают по два или три их вида.
Одной из причин низкой эффективности удобрений является неравномерное распределение их по полю, связанное с несовершенством технологий и технических средств. Кроме того, доказано, что при использовании смесей удобрений наблюдается их расслоение на всех этапах технологического процесса, что отрицательно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур, и, естественно, снижает эффективность их применения.
Наиболее эффективным способом реализации потенциальных возможностей растений является дифференцированное внесение удобрений, учитывающее неоднородность почвенного плодородия, вид возделываемых культур, особенности севооборота, и позволяющее увеличить прибавку урожая в 2 и более раз и экономить до 30…35% минеральных удобрений.
Однако технические средства, осуществляющие дифференцированное внесение удобрений должны обеспечивать адаптацию технологического процесса к потребностям растений в видах и дозах минерального питания.
Помимо других для внесения минеральных удобрений используются штанговые аппараты со спиральным рабочим органом, которые применяются как для основного, так и для локального их внесения. Они высокопроизводительны, имеют простую конструкцию, удобны в обслуживании, надёжны в работе, однако они не всегда обеспечивают необходимую равномерность внесения удобрений и, особенно, тукосмесей.
Имеющиеся в настоящее время в хозяйствах технические средства разрабатывались для традиционных технологий, то есть для внесения минеральных удобрений по усредненным дозам для всего поля.
В связи с этим возникает необходимость в дальнейшем углублении научных исследований, направленных на разработку конструкции, обоснование параметров и режимов работы спиральных туковысевающих аппаратов для одновременного сплошного внесения нескольких видов минеральных удобрений без их предварительного смешивания.
Цель работы – обоснование параметров и режимов работы спирального распределителя минеральных удобрений, обеспечивающих качественное дифференцированное внесение нескольких видов минеральных удобрений в режиме off-line.
Объект исследований – технологический процесс сплошного внесения нескольких видов минеральных удобрений без их предварительного смешивания.
Предмет исследований – зависимости между параметрами спирального аппарата и качеством смешивания и распределения минеральных удобрений.
Методы исследования включали известные законы и методы классической математики и механики, механики сыпучих тел, физики, основные положения и методы математической статистики, планирования экспериментов, действующие стандартные и вновь разработанные индивидуальные методики.
Научная новизна работы состоит в:
– обосновании положения высевной щели при изменении скорости движения агрегата, вида и нормы вносимых удобрений;
– описании влияния параметров смесительной системы на качество смешивания минеральных удобрений;
– описании влияния параметров распределительной системы на качество распределения минеральных удобрений по ширине захвата машины.
Практическая значимость заключается в:
– разработке технологической схемы смесителя-распределителя минеральных удобрений (заявка на изобретение №2012158277);
– методике инженерного расчёта спирального смесителя-разбрасывателя минеральных удобрений.
Реализация результатов исследований. Разработанный смеситель-разбрасыватель минеральных удобрений проходил производственную проверку в ООО АГРОФИРМА “Победа” Гулькевичского района Краснодарского края при внесении смеси удобрений одновременно с посевом кукурузы на зерно.
Основные положения, выносимые на защиту
– технологическая схема спирального смесителя-разбрасывателя минеральных удобрений, обеспечивающего сплошное дифференцированное внесение нескольких видов минеральных удобрений без их предварительного смешивания;
– теоретическое и экспериментальное обоснование параметров и режимов работы отдельных систем спирального смесителя-разбрасывателя минеральных удобрений;
– методика инженерного расчёта спирального смесителя-разбрасывателя минеральных удобрений.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных “Молодёжная наука – будущее страны” (г. Ставрополь, 2012 г.), на Международной научно-практической конференции “Техника и технология: новые перспективы развития” (г. Москва, 2012 г.), на 8-ой Международной научно-практической конференции “Инновационные разработки для АПК” (ГНУ СКНИИМЭСХ, г. Зерноград, 2013 г.), на конференции “Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции” (ФГБОУ ВПО АЧГАА, г. Зерноград, 2013 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, подана заявка на изобретение. Общий объём публикаций составляет 3,2 п.л., из них автора – 1,6 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 153 наименование, и 5 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 152 страницах машинописного текста и содержит 53 иллюстрации.
