Введение к работе
Актуальность проблемы. Удовлетворение населения страны в продовольствии немыслимо без интенсивных технологий, которые позволяют существенно наращивать урожайность еельскохс зяйственных культур за счет дополнительных влокений труда и средств. В то же время внедрение интенсивных технологий сопряжено с повышенными механическими нагрузками на почву, являвшимися причиной разрушения её структуры, раззиткя эрозионных процессов и негативних экологических последствий.
В России эродировано 25,1 мли. гектаров паини и темпь,-развития эрозии нарастают. Смыв почвы ливнями может достигать 200...300 т/га, нередки случаи, когда при очень сильных ливнях на отдельных участках смывается весь пахотный слой и. окружающая среда загрязняется продуктами эрозии. Урожайность культур на эродированных почвах уменьшается в 5 и более раз, на обработку их расходуется в 1,5 раза больше топлива.
В этой связи все больпуп актуальность приобретают интенсивные почвозащитные технологии, отличающиеся качественно новым подходом к возделыванию культур - минимализацией обработок почвы с целью формирования в ней режима близкого к естественному, состоянию. Решение этой важнейшей народнохозяйственной проблемы сдерживает отсутствие научного обоснования способов минямализации обработок в районах действия водной эрозии и завершённого комплекса технических средстэ для гос осуществления.
В основу диссертационной работа положены исследования выполненные во Всероссийском НИИ земледелия п защита почв от эрозии в 1977...1992 гг. по тематическим планам НИР в соответствии с программами: ГКНТ СССР - 0.51.01 (1977...1990 гг.), 0.51.12:04 (1986...1990 гг.), 1-48 (І990...Ь992 гг.); межведомственными программами - О.сх.109:04 (1931.^.1985 гг.), О.сх.71:04 (1986.*.. 1990 гг.).
Целью"исследований явилось обоснование способов минима-лгзяцпи обработок почвы, разработка технологий и завершённого энергосберегающего комплекса технических средств для механизации работ по возделыванию основных сельскохозяйственных «у-
I
'тур в районах действия водной г»розин.
Объекты исследований - систешозначшцие, Физико-механические свойства почвы, исходные требования на сельскохозяйственные орудия, машино-трагсторные агрегаты (ОТА), способы и ->пудия 5ля обработок почвы и посева, показатели водной эро-?ю,, энергетические к окономичеекке показатели технологий, приёмов и орудий с
Методика исследований. Состояние почва исследовали по «ме-нению её энтропии. Взаимосвязь функций обработок почвы с урожайностью культур и противозрозионной стойкостью почвы уценивали по шкале желательности Харрингтона. Взаимодействие - "очвой рабочих органов почвообрабатывающих и посевных орудие исследовали методами земледельческой механики. Лаборато-рно-полевые исследования выполняли с применением методов "ианирозания шогойак торного эксперимента со статистической обработкой результатов измерений.
Научно-производственные испытания проводили в соответствие с методикой полевого опыта и согласно методик по испытаниям машин (ОСТ 70.04.1-74, ОСТ 70.4.2-74). Эффективность лобнх способов и орудий оценивали натурным моделированием -.пготовлениеу и испытанием зчепериментальных установок -и ма-л-ртных образцов. '
Научную новизну исследований составляют: ~ теоретическая взаимосвязь состояний почвы (энтропии)' с уровнем механического воздействия на нее, позволившая обосновать направления инициализации дезорганизующих воздействий нъ. почву «необходимость выполнения приёмов управляющего влияния, усиливающих противоэрозионную стойкость почвы;
- технологии и метод сторнирования исходных требований на комплексы почвообрабатывающих к посевных орудий для возделывания культур в районах действия водной прозии с учётом их 'биологических особенностей и состояния почвы, характеризуемого Факторами засорённости, плотности сложения и обеспеченности растений минеральным питанием;
обоснование универсального энергетического показателя механической нагрузки МГА на почву и разработка на его основе математической модели оптимизации пар v.erpoE МТА/ установле-
?
ние пависимости знергозатрат на деформацию почвы от скорос.т. почвообрабптыззлщих рабочих органов и обоснованно скорое?: ночей почвообрабатывающих Фрез, обеспечивающих минимально-А энергоемкость ярусного Фрезерования стерневых стонов;
- повышение заглубляемости секционных культиваторов-плос
корезов за счет изменения положения в пространстве осей врг.
щения боковых секций; применение ікользящего резания почвы
разрезающими дисками сошников сэялок прямого посева иль
повышения заглубляемости сошников и снижения энергоёмкости
нарезания посевных бороздок в необработанной почве; устра
нение залипання почвой лаповых сотников зерновой сеялки-
культиватора вибрацией распределителя семян,.
Практическая ценность исследований состоит в разработке и внедрении почвозащитных технологий и средств механизации для возделывания основных культур в районах действия водной эрозии почвы.' Для комплексной механизации технологий созданы:
- способы и устройства для совмещения с посевом пропашнькг
культур полосной предпосевной культивации почвы и, при необ
ходимости, ленточного внесения гербицидов лишь в защитную
зону рядков культур (а.с. }№ 1242008, 1667665), улучшения
качества посева пропашных культур (а.с. Ш> 1443835, 1644761,
1766302, 1796086); снижения знергоёмкости прямого посева
зерновых культур в необработанную почву (а.с. № І23049І),
совмещения с посевом зерновых культур полосной фрезерной
обработки почвы и локального внесения ниже уровня семян ос
новной дозы минеральных удобрений (а.с.-' № 865170, 1083945,
14230ІІ); выполнения управляющих приёмов воздействия на поч
ву нарезанием на зяби, посевах озимых и многолетних трав уз
ких щелей с ненарушенными стенками глубиной более среднего
многолетнего промерзания почв в зоне (а.с. К»?.4 I37I527V
1384237, 1409184, 1493132, 1575974), создания менее энергоем
ких конструкций фрез для полосного фрезерования стерневых 'ЇО-
НОВ при совмещении обработки почвы с посевом (а.с. W 534190.
8I0I03, 1028254, II284I4); улучшения качества подпочвенно-
разбросного посева зерновых культур по стерне лаповыми сса-
никами (а.с. №№880291, 967333, III699I, I3I8I85).
Реализация результатов исследований:
одобрены НТС Госагропроыа СССР и КТО областного управления сельского хозяйства и внедряются 12 методических указаний и рекомендаций по.механизированному возделыванию культур в районах действия водной эрозии;
обоснованные совместно с. НИИ и КБ исходные требования реализованы в поставленных на производство плугах-рыхлителях ПРПВ-5-50 и ПРПВ-8-50, щелевателе-кротователе ЩН-5-40, комбинированном почвообрабатывающем агрегате АКП-5, сеялках прямого посева зерновых культур СЗПП-4 и СЗПП-8;
новая сеялка прямого посева зерновых культур (СЗПП-3,6)
ь устройство для совмещения приёмов, на посеве пропашных культур (ТСУ) проходят предварительные испытания на ЦЧ МИС;
- рекомендации по параметрам ТСУ приняты УкрНИИСХОМом пря
разработке агрегатов совмещённых приёмов;
внедрена в хозяйствах Курской, Воронежской и Екатеринбургской областей, в Краснодарском крае и республике Абхазия опытные партии щелевателя ЩР-І, сеялки СЗПП-3,6, устройства ТСУ и комбинированного орудия для совмещения приёмов на посева яерновых культур (КО-3,6).
Экономический зіМект от внедрения содержащихся в диссертации разработок в ценах 1991 г. составил 11,28 млн.руб., в том числе 6,83 млн.руб. подтверждено через статистическое управление НПО "Поиск" ШЙИ патентной информации.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Всесоюзных координационных совещаниях по механизации защиты почв от эрозии (г.Москва, 1978.. . ...1990 гг.), на научно-практической конференции Курского СХИ (1980 г.), на Всесоюзной и региональной школах молодых учёных по актуальным вопросам теории и практики защиты почв от эрозии (г.Курск, 1982 г.; г.Екатеринбург, 1986 г.), на Всесоюзных научно-практических конференциях по вопросам механизации "очвозащитного земледелия (гчЗерноград, 1983 г.; г.Новосибирск, 1990 г.), На.Всесоюзных совещаниях по техническому уровню посевных машин (г.Кировоград,' 1984, 1990 гг.), на научно-техническом совете'Минсельхозмаша СССР (г.Москва, 1985 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам развития техники для возделывания и уборки сахарной свёклы (г.Ха-
рьков, 1986 г.), на Всесоюзных и Всероссийских семинарах-совещаниях по проблемам почвозащитного земледелия (г.Курск, 1987, 1988, 1990 гг.), на 2-ой Международной конференции но альтернативному сельскому хозяйстау (агрофирма. "Нива" Курской области, 1992 г.).
В експериментальних исследованиях под научным руководством ввтора принимали участие Коььев Е.В., Дьяков В.П., Росляков СВ., Вчтовтов В.А., Щумеева Л.И.", Кобченко С.Н.. Зиновьев И.М., Шварц А.А., Курскн В.И., Сецнев Н.А.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 95 работ, включая-3 монографии и 23 авторских свидетельства на изобретения. Объём опубликованных работ без авторских свидетельств составляет 68,2 печатных листа, в том числе 23,4 печатных листа лично соискателем. По данной проблеме под руководством автора подготовлена и защищена кандидатская диссертация.
На зищиту выносятся:
методика обоснования уровня инициализации обработок почвн под конкретные виды культур;
технологии и исходные требования на технические средства по возделыванию с.-х. культур з районах действия водной зрозии;
математическая модель оптимизации параметров МТА;
результаты теоретических и зкспериментальных
исследований по обоснованию параметров почвообрабатывающих и посевных рабочих органов;
- конструктивные схемы орудий и. комплексы технических
средств для механизации почвозащитных технологий.
Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, шести глвв, общих выводов, спискачлитературы из 315 наименований, в том числе 59 на иностранных языках, и приложений. Общий объём диссертации с приложениями 355 с. Основная часть её содержит 326 с. машинописного текста, в том числе 73 рисунка и 40 таблиц.
