Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований 9
1.1. Агробиологические особенности картофеля 9
1.2. Технологические приёмы предпосадочной подготовки почвы под картофель 13
1.2.1. Общая технологическая схема подготовки почвы принятая в России 13
1.2.2. Зарубежный опыт подготовки почвы 15
1.2.3. Влияние плотности почвы на урожайность 17
1.3. Анализ технологий возделывания картофеля на гребнях 19
1.4. Конструкции и качество рыхления почвы культиваторами с активными и пассивными рабочими органами 26
1.4.1. Орудия с активными рабочими органами 26
1.4.2. Орудия с пассивными рабочими органами 28
1.5. Конструктивные особенности рабочих органов машин для подготовки почвы под картофель 31
1.5.1. Рабочие органы вертикально-фрезерных культиваторов 32
1.5.2. Гребнеобразующие ротационные органы 34
1.5.3. Рабочие органы глубокорыхлителей 36
1.6. Цель и задачи исследований 39
Глава 2. Теоретическое обоснование технологии, конструкции культиватора и его рабочих органов 40
2.1. Предпосылки теоретического исследования 40
2.2. Обоснование технологии подготовки почвы глубокорыхлителем с одновременным гребнеобразованием 46
2.2.1. Технологическая схема подготовки почвы 46
2.2.2. Определение глубины хода гребнеобразователя по установленным параметрам гребня 49
2.3. Изыскание оптимальных параметров конструкции рабочего органа для разуплотнения почвы глубоким рыхлением 53
2.4. Теоретические исследования влияния ярусного глубокого рыхления на тяговое сопротивление агрегата 58
2.4.1. Влияние взаимного расположения рабочих органов на пространственное перемещение почвенной массы 59
2.4.2. Определение площади поверхности скола стружки 63
2.4.3. Математический анализ силового взаимодействия глубокорыхлителя с почвой 65
2.5. Численная реализация теоретических исследований 71
Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований 79
3.1. Общая методология исследований 79
3.2. Экспериментальные установки, для определения рациональных технологических и эксплуатационных показателей глубокорыхлителя- гребнеобразователя 80
3.2.1. Установка для экспериментальных полевых исследований конструктивных и эксплуатационных показателей глубокорыхлителя-гребнеобразователя 80
3.2.2. Культиватор глубокорыхлитель- гребнеобразователь 85
3.3. Тяговые испытания 88
3.3.1. Общая схема испытания 89
3.3.2. Динамометрическое звено 90
3.3.3. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 92
3.3.4. Тарировка тензометрического звена 93
3.3.5. Снятие показаний 94
3.4. Методика планирования эксперимента для оптимизации параметров глубокорыхлителя 97
3.5. Условия проведения полевых исследований и методы определения агротехнических показателей работы орудия 100
3.5.1. Методика определения влажности, плотности и твердости почвы. 103
3.5.2. Методика определения агрегатного состава почвы 104
3.5.3. Методика определения глубины обработки и площади
зоны рыхления 105
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований 108
4.1. Оптимизация геометрических параметров глубокорыхлителя 108
4.2. Результаты тяговых испытаний 113
4.3. Исследование процесса рыхления зоны распространения корневой системы картофеля экспериментальным культиватором 117
4.3.1. Изменение плотности почвы после прохода серийного и экспериментального почвообрабатывающих агрегатов 118
4.3.2. Агрегатный состав почвы 120
4.4. Техническая характеристика агрегата 121
4.5. Сравнительные испытания новой технологии подготовки почвы под картофель 123
4.5.1. Агротехнические показатели почвы при ее подготовке к посадке и в вегетационный период 123
4.5.2. Засоренность посевов сорняками 129
4.5.3. Формирование урожая 131
Глава 5. Производственные испытания, внедрение и экономическая эффективность 136
5.1. Технология возделывания картофеля с подготовкой почвы ярусным глубокорыхлителем 136
5.1.1 Традиционная технология 136
5.1.2 Предлагаемая технология 139
5.2 Внедрение культиватора глубокорыхлителя с ярусным расположением рабочих органов 141
5.3 Расчет экономической эффективности 144
Общие выводы 149
Список используемой литературы 151
Приложение 161
- Анализ технологий возделывания картофеля на гребнях
- Определение глубины хода гребнеобразователя по установленным параметрам гребня
- Установка для экспериментальных полевых исследований конструктивных и эксплуатационных показателей глубокорыхлителя-гребнеобразователя
- Агротехнические показатели почвы при ее подготовке к посадке и в вегетационный период
Введение к работе
Актуальность работы. Среди продуктов питания, картофель занимает особое место, оказывая существенное влияние на обеспечение продовольственной безопасности страны.
Россия является одним из мировых лидеров по валовому производству этого продукта и его потреблению. В настоящее время на долю страны при численности населения 2,5% от населения Мира, приходится 17% посевных площадей картофеля и 11% мирового валового сбора.
Почвенно-климатические условия, в которых культивируется картофель, определяют наиболее приемлемые технологии возделывания. Как правило, они предусматривают многократные проходы сельскохозяйственной техники по полю, приводящие к уплотнению нижних горизонтов почвы и снижению ее плодородия. Традиционные технологии включают в основном одинаковые операции по предпосадочной подготовке и основаны на гребневой системе выращивания, получившей наибольшее распространение.
Между тем, гребневые способы не всегда могут обеспечить оптимальные агротехнические параметры применительно к различным природным условиям и не учитывают влияние погоды в течение вегетации. В связи с чрезмерным уплотнением почвы в весенний период возникает необходимость увеличения ширины междурядий для получения нужной урожайности.
Отмеченное отрицательно влияет на урожайность и в ряде случаев не позволяет получить экологически чистую продукцию.
Перечисленные недостатки могут быть компенсированы методами подготовки почвы с одновременным глубоким рыхлением. Однако исследований в этом направлении недостаточно, что объясняет несовершенство предлагаемых способов. Так, существующие рабочие органы не отвечают комплексу требований возделываемой культуры; нет достоверных сведений об изменениях агротехнических показателей.
Поэтому необходимо продолжить исследования, направленные на разработку новых способов и рабочих органов предпосадочной подготовки почвы по технологии, совмещающей несколько операций.
Диссертационная работа выполнена на кафедрах технологии материалов и ремонта машин; механики и основ конструирования, в ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия», в соответствии с Федеральной целевой программой «Техника для продовольствия России на 2000-2006г.г.» и комплексной целевой программой «Разработка ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов производства сельскохозяйственной продукции, технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники».
Цель работы. Совершенствование подготовки почвы под картофель с применением ярусного глубокорыхлителя.
Объект исследования. Операция предпосадочной подготовки почвы под картофель глубокорыхлителем- гребнеобразователем с ярусным расположением почвообрабатывающих элементов.
Предмет исследования. Оптимизация геометрических параметров рабочего органа для предпосадочной подготовки почвы, обеспечивающих минимально возможное тяговое сопротивление с наилучшими агротехническими показателями.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
теоретически обоснован способ предпосадочной подготовки почвы, обеспечивающий оптимальные условия выращивания картофеля;
выведены зависимости, определяющие геометрию рабочего органа и получено математическое выражение между тяговым сопротивлением, свойствами почвы и конструктивными параметрами данного органа;
экспериментально обоснованы геометрические параметры рабочего органа с ярусным расположением элементов, обеспечивающие минимальное тяговое сопротивление при необходимых агротехнических условиях.
Практическая ценность работы. Разработан способ предпосадочной подготовки почвы, рабочий орган для глубокого рыхления и усовершенствованный культиватор, позволяющий совмещать глубокое рыхление в зоне распространения корневой системы растений с одновременным формированием гребней. Культиватор обеспечивает по сравнению с аналогами наименьшее тяговое сопротивление и большую площадь рыхления. Применение разработанного метода и рабочего органа культиватора позволило увеличить урожайность на 10-20%.
Реализация результатов исследований. Разработанная технология и культиватор глубокорыхлитель - гребнеобразователь с ярусными рабочими органами прошли производственную апробацию и внедрены в МУП МТС Выгоничского района и ОНО ОПХ «Первомайское» Почепского района Брянской области.
По материалам настоящей работы получен патент на изобретение № 2236101 «Глубокорыхлитель».
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и одобрены на:
Международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения» ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА» (1999 г.), «Актуальные проблемы аграрной науки» ФГОУ ВПО «Рязанский ГАУ им. П.А. Костычева» (2009 г.);
Всероссийской конференция «Молодые ученые - возрождению сельского хозяйства России» (Брянск 1999г.);
межвузовских научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА» (1998-2009 г.г.);
- заседании кафедры почвообрабатывающих машин ФГОУ ВПО
МГАУ им. В.П. Горячкина;
- объединенном заседании кафедр: технологии материалов и ремонта
машин; механики и основ конструирования; эксплуатации машино-
тракторного парка; сельскохозяйственных и мелиоративных машин; техноло
гического оборудования животноводства, перерабатывающих предприятий
ФГОУ ВПО «БГСХА».
Результаты работы экспонировались на 10-ой юбилейной Российской агропромышленной выставке «Золотая осень», (Москва, ВВЦ, 2008 г.) и награждены бронзовой медалью «За разработку технологии подготовки почвы для выращивания картофеля».
На защиту выносятся:
способ предпосадочной подготовки почвы под картофель, рабочий орган глубокорыхлитель с ярусным расположением конструктивных элементов и усовершенствованный культиватор гребнеобразователь;
теоретические и экспериментальные зависимости влияния конструктивных и кинематических параметров рабочего органа на технологические показатели формируемого гребня и глубокого рыхления почвы;
влияние технологии подготовки почвы и новой конструкции глубоко-рыхлителя на тяговое сопротивление и агротехнику;
- результаты производственной проверки предложенных: способа и
конструкции рабочих органов для подготовки почвы с их экономической
оценкой.
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 14 научных работах, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК для публикаций основных результатов кандидатских диссертаций по указанной специальности - 2, имеется патент РФ на изобретение №2236101.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит: 56 рисунков, 16 таблиц, библиографию из 126 наименований, 7 приложений.
Анализ технологий возделывания картофеля на гребнях
Гребневые и грядовые технологии возделывания картофеля давно и хорошо известны, но с появлением новых технических средств (горизонтальные и вертикальные фрезы, щелерезы) в последние годы их эффективность возросла [29].
При гребневой поверхности почва весной получает дополнительное тепло, необходимое для вегетации растений. На гребнях она быстрее просыхает и прогревается. Это имеет большое значение для холодных и влажных торфяных, глинистых и суглинистых почв [12, 50].
Разнообразие почвенно-климатических условий, в которых возделыва-ется картофель, обусловило разработку значительного числа машин и технологий. В основном применяемые в мировой практике технологии отличаются шириной междурядий (70 см, 75, 90, 140, 60+80, 50+90, 70+110,110+30 см и т.д.)[13, 81, 87, 88, 89]. Расширение междурядий вызвано необходимостью создания благоприятных условий для развития растений, и в связи с использованием энергонасыщенных тракторов.
В настоящее время в России широко применяются четыре технологии возделывания картофеля на гребнях: 1- заворовская (интенсивная) (70 см), 2 -голландская (75 см), 3 - широкорядная (90 см), 4 - грядо - ленточная (110x30 см). Нужно отметить, что определение схемы посадки и ширины междурядий носит зональный характер и не может быть одной для различных почв. В каждом регионе в зависимости от почвенно-климатических условий есть некоторые отклонения от очередности выполняемых операций и использовании машин [30, 86].
Заворовская (интенсивная) технология (рисунок 1.4 а). Это общепринятая технология возделывания картофеля на гребнях, ее применяют в большинстве хозяйств, и которая предусматривает выполнение следующих видов работ для подготовки почвы [5].
Основная обработка почвы включает: лущение стерни, внесение минеральных удобрений, зяблевую вспашку.
При подготовке почвы к посадке проводят: весеннюю культивацию участка на глубину 10... 14 см; внесение удобрений по поверхности поля; весеннюю перепашку зяби на глубину 18...22 см . Нарезка гребней с использованием культиваторов КРН-4,2Г, КОН-2,8А производится за 3...4 дня до посадки двух и трех ярусными стрельчатыми лапами с образованием овального гребня из рыхлой почвы.
Голландская технология (рисунок 1.4 б). При выращивании картофеля по голландской технологии, основная обработка почвы существенно не отличается от общепринятой и включает операции: лущение стерни, внесение минеральных и органических удобрений, их запашка, внесение гербицидов, чизельная обработка зяби.
Предпосевная обработка почвы предусматривает выполнение ранневе-сенней культивации с боронованием и внесение минеральных удобрений по поверхности поля, а перед посадкой проводится обработка почвы фрезерными культиваторами.
Отличительная особенность голландской технологии - применение фрезерных культиваторов для обработки почвы и сокращение до минимума количества механических обработок при уходе за посадками. После формирования высокообъемных гребней за один проход агрегата междурядную обработку почвы в дальнейшем не проводят, а ведут борьбу с сорняками с помощью гербицидов [28].
Широкорядная технология (рисунок 1.4 в). Выращивание картофеля по данной технологии производят на грядах с шириной междурядий 90 см. Подготовка почвы здесь так же не отличается от интенсивной технологии. В ряде областей Украины, Белоруссии, Нечерноземной зоны России эта технология превзошла технологию с междурядьями 70 см, как по урожайности, так и по производительности машин. Более объёмный гребень создаёт лучшие условия для роста картофеля, а увеличение ширины междурядий уменьшает уплотнение гребней колёсами трактора при обработке. Широкое применение данной технологии сдерживается нехваткой культиваторов, сажалок и комбайнов, способных проводить работы на плантациях картофеля с междурядьем 90 см [11].
Грядо-ленточная технология (рисунок 1.4 г). Интерес здесь представляет то, что с одной стороны, значительно увеличивается ширина междурядий для прохода колес трактора, а с другой - ширина колеи остается равной 1,4 м (110+30 см), то есть не требуется перестановки колес. Картофель высаживают в две строчки с расстоянием между строчками 30 см, либо в одну строчку клубни высоких репродукций. При размещении клубней в две строчки на 1 га высаживают то же количество клубней, что и в гребни при междурядьях 70 см [30].
Проведенные исследования рассмотренных технологий в ряде хозяйств нашей страны подтверждают, что каждая из них имеет свои преимущества в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий [1, 3, 5].
На суглинистых почвах хорошие результаты дают технологии, включающие фрезерование почвы до посадки и в процессе ухода. Эти обработки обеспечивают оптимальную плотность почвы в гребне. Причем для получения картофеля средних репродукций лучшая ширина междурядий - 70 см. В опытах по широкорядной технологии возделывания картофеля низших репродукций урожай его снижался по сравнению с интенсивной технологией.
Исследования позволяют при наличии качественного семенного материала рекомендовать на высокоплодородных почвах широкорядную технологию с междурядьями 90 см. Причем на суглинистых связных почвах применять фрезерование перед посадкой и при уходе, а на легких - применять пассивные рабочие органы [30].
На почвах со средним и низким уровнем плодородия, а также при ранних посадках целесообразно возделывать картофель с междурядьями 70 см в тех же вариантах (с активными и пассивными рабочими органами). На переувлажняющихся почвах лучше применять грядовую технологию [5].
В Самарской области внедрена технология, рассчитанная на получение 350-400 ц/га картофеля высокого качества при полной механизации всех основных процессов [27]. Подготовка почвы по этой технологии начинается с лущения стерни дисковыми агрегатами на глубину 6 — 8 см, что стимулирует прорастание сорняков, которые уничтожаются последующей зяблевой вспашкой. Перед заморозками производят осеннюю нарезку гребней. Весной обрабатывают участок вертикально-фрезерными культиваторами, которые наряду с разрыхлением почвы уничтожают сорняки, а также способствуют снижению потерь влаги в ранневесенний период. При достижении физической спелости почвы применяют мощные тракторы типа ЛТЗ-155 в комбинации вертикально-фрезерный культиватор (доминатор) + посадочная машина.
Особого внимания заслуживает способ подготовки почвы под посадку картофеля по А. С. №1419547. Осенью после зяблевой пахоты осуществляют нарезку гребней. Весной перед посадкой в междурядьях осуществляют нарезку щелей, а гребни, нарезанные с осени смещают и формируют над щелями. В результате щели находятся под рядками растений. Данную операцию выполняют культиватором с пассивными рабочими органами в агрегате с трактором ДТ - 75 [31].
На суглинистой почве Брянского филиала ФГОУ ВНИИКХ нарезка щелей под рядками растений одновременно с формированием гребней увеличила урожайность на 43 ц/га в сравнении с обычной агротехникой [41,61].
Определение глубины хода гребнеобразователя по установленным параметрам гребня
Одним из методов, позволяющих обеспечить необходимые параметры режима выращивания картофеля, как отмечалось рядом исследователей, является глубокое ярусное рыхление почвы [5, 10, 31].
Так как биологические процессы происходят в различных по уровню слоях почвы не одинаково, и с учетом оптимальных условий для развития растений необходимо проводить в зоне распространения их корневой системы послойное рыхление с различной степенью крошения.
При проведении вышеуказанных операций единичными машинами, эффект может быть потерян из-за многократных проходов по полю и уплотнения почвы колесами тракторов.
Известно применение чизельных плугов, щелерезов и почвоуглубителей для глубокого рыхления почвы, но в связи с существенными недостатками (большое тяговое сопротивление при незначительной зоне рыхления, поверхность почвы остаётся глыбистой, что требует дополнительных затрат на ее рыхление) их применение ограничено.
При обработке происходит разрушение почвенного пласта путем сдвига (скалывания) на куски (стружку) трапецеидальной формы. В общем, виде процесс первичной деформации и разрушение почвы клином происходит следующим образом. Клин, внедряясь своей рабочей поверхностью, производит сжатие пласта, которое продолжается до тех пор, пока напряжения в пласте не достигнут предельного значения необходимого для образования поверхностей отрыва. Многочисленными теоретическими исследованиями, подтвержденными опытными данными установлено, что распространение деформации почвы в стороны, т. е. в поперечно-вертикальной плоскости, ограничивается некоторой предельной глубиной обработки hK, названной критической [19, 59, 64, 65]. Увеличение заглубления рабочего органа сопровождается смятием почвы в продольном направлении, хотя при этом не происходит увеличения зоны рыхления в поперечном направлении. Таким образом, при а hK, (где, а полная глубина обработки почвы) зона бокового рыхления пласта распространяется до величины hK (рисунок 2.76), в нижних же объемах образуется щель глубиной где h0 — глубина блокированного резания без отделения почвенной стружки с боковых сторон лапы. В этой зоне создается уплотненное ядро толщиной е, (рисунок 2.7 а) так как усилие, необходимое для образования плоскости сдвига ниже критической глубины рыхления намного больше, получаемого при деформации сжатия. Поэтому, деформация сжатия в горизонте почвы, расположенном ниже критической глубины рыхления, переходит в деформацию смятия. , превышающей критическую, недопустима, так как с появлением смятия резко возрастает тяговое сопротивление и наблюдается боковое уплотнение почвы. Одним из условий, обеспечивающим исключение работы рыхлителя на глубине большей критической является оптимальное соотношение между предельной глубиной рыхления hK, шириной захвата рабочего органа Ъ и углом резания а . По данным А.Н. Зеленина, [47] при углах резания а = 25 — 45 критическая глубина выражается эмпирическим выражением: Для лаповых глубокорыхлителей, как утверждает Е.П. Огрызков [70], при средних условиях работы, глубина обработки не должна превшать 20-23 см. В этом случае ширина долота может находиться в пределах 5-9,2см, что совпадает с аналогичной величиной глубокорыхлителей выпускаемых сельскохозяйственным машиностроением. Известно, что тяговое сопротивление рыхлящего или режущего рабочего органа возрастает тем интенсивнее, чем больше его угол резания. Из многочисленных экспериментальных исследований, проделанных ранее [19,68,69], было установлено, что с уменьшением угла резания от 45 до 30 сила резания уменьшилась на 10%, а при величине угла резания более 45 наблюдается интенсивное увеличение части силы резания, идущей на преодоление лобовых сопротивлений (в среднем 7% на градус угла резания). Как показали исследования [47], угол резания следует принимать равным 25-30. При обработке среднеувлажнённых почв согласно [68] абсолютная скорость Va частиц почвы (рисунок 2.7а) направлена в продольной плоскости под углом скалывания — где а - угол резания, град; ср — угол трения почвы по материалу лапы, град (угол трения почвы о сталь в среднем принимают равным 25 [19, 59]); р; -угол трения почвы о почву. Согласно теории наибольших касательных напряжений направления, по которым может разрушаться пласт в результате скалывания, располагаются под углом 0 = 75...80 (рисунок 2.76) в поперечной плоскости, при этом угол в/2 = (pj, среднее значение которого можно принять равным 38 [19, 67]. Угол скалывания почвы в поперечном направлении с учетом приведенного выше определим из выражения у/2 = 90 - (pi. Длину рабочей поверхности долота следует принять больше длины отрезаемой стружки /ст, которая зависит от угла резания и физического состояния почвы. Ориентировочно /ст можно рассчитать, воспользовавшись гипотезой о пропорциональности сопротивления смятию до начала разрушения объёму деформированной почвы [63, 72]. Анализ теоретических и опытных данных говорит о том, что глубокое рыхление почвы должно производиться послойно, в зависимости от глубины обработки. Для гарантированного разрушения плужной подошвы необходимо устанавливать глубину хода рыхлительных лап на 4 — 6 см ниже границы уплотненного слоя. Так как в среднем плужная подошва залегает на глубине 25-30 см то для ее разрушения необходимо применять рабочие органы, расположенные в два яруса. При этом оба элемента конструкции - культиватор-ная лапа и долото работают без превышения критической глубины рыхления. Приведенные выше выводы приняты далее в качестве основания для рекомендаций в расчетах и введения некоторых постоянных параметров рабочего органа. Изучив биологические особенности картофеля, способы и орудия для глубокого рыхления почвы, а так же процесс ее резания был разработан рабочий орган глубокорыхлителя (рисунок 2.8), на который получен патент № 2236101 [54]. Глубокорыхлитель содержит вертикальную стойку 1, передняя грань которой имеет форму параболы. На стойке симметрично относительно её продольной оси расположена лапа 2. Внизу к тыльной части стойки 1 жёстко закреплена дополнительная стойка 3 с острозаточенной режущей кромкой и наклонённая назад по ходу движения машины. Стойка 3 в нижней части имеет долото 4.
Установка для экспериментальных полевых исследований конструктивных и эксплуатационных показателей глубокорыхлителя-гребнеобразователя
Принимая во внимание перечень операций предложенной технологии и с учетом агротехнических требований, которые являются следствием биологических особенностей картофеля в Нечерноземной зоне, был сделан вывод, что культиватор для предпосадочной подготовки почвы под картофель должен содержать рабочие органы для глубокого рыхления зоны распространения корневой системы растений и гребнеобразующие рабочие органы.
В качестве базы для изготовления средства механизации использовали пропашной культиватор КРН - 2,8 чтобы подготавливать к посадке одновременно четыре ряда шириной 0,7м. Согласно новой технологии культиватор оснастили экспериментальными глубокорыхлителями и гребнеобразовате-лями. Опытному образцу присвоено авторское название KIT - 2,8. (Культиватор глубокорыхлитель - гребнеобразователь) Принципиальная схема опытного культиватора КГТ -2,8 представлена на рисунке 3.6. Предлагаемый агрегат включает: раму (брус) 1 выполненную в виде квадратной трубы в средней части имеющую замок навески 2 для присоединения к трактору. На раме закреплены два опорных колеса 3, снабженные устройством для привода туковысевающих аппаратов. К раме, по всей длине на расстоянии междурядий друг от друга при помощи хомутов закреплены пять секций. Каждая секция опирается на опорное колесо 4 копирующее микрорельеф поля. Движение от опорного колеса секции через паралле-лограммную подвеску 6 передается на грядиль 8. На грядиле с помощью держателей 7 закрепляются рабочие органы.
Угол установки рабочих органов к горизонту изменяется верхним регулируемым звеном параллелограммного механизма подвески секции рабочих органов 5. Параллелограммная подвеска позволяет поддерживать постоянным угол установки рабочих органов к поверхности поля, а так же выдерживать заданную глубину хода.
В передней части грядиля с помощью хомута закреплен стержень 9, в задней части в держателе установлен ярусный окучник 10 который фиксируется стопорным болтом и может перемещаться по вертикали в зависимости необходимой высоты гребня. На стержне 9 в держателях устанавливаются глубокорыхлители 11 имеющие возможность регулировки, как по глубине хода, так и по ширине междурядий. В случае необходимости на культиватор устанавливается оборудование для внесения твердых минеральных удобрений.
Технологический процесс осуществляется следующим образом. Глубокорыхлители 11 проходя между гребнями сформированными осенью, рыхлят место расположения корневой системы картофеля и разрушают плужную подошву, улучшая водопроницаемость почвы. Для разрушения плужной подошвы в данном случае требуются меньшие энергозатраты, т.к. для выполнения данной операции глубокорыхлители достаточно заглубить на 17-22 см.
Гребнеобразователи 10 в виде ярусных окучников расположены на грядилях 8 за глубокорыхлителями, проходя посредине нарезанных с осени гребней, разрушают их и, сдвигая, формируют вновь над разрыхленной глу-бокорыхлителем почвой.
Все регулировки у навесных культиваторов выполняют после их установки в рабочее положение на ровной горизонтальной поверхности. Под опорные колеса рамы подводят подкладки, толщина которых должна быть равна требуемой глубине обработки, уменьшенной на величину погружения колес (1-2 см). Рабочие органы расстанавливают по ширине захвата с учетом ширины междурядий путем передвижения секций на брусе, а держателей вместе с рабочими органами вдоль стержней, закрепленных на грядилях секций.
При установке рабочих органов культиватора на заданную глубину обработки под опорные колеса секций ставят деревянные подкладки такой же толщины, как и под колеса рамы. Рабочие органы регулируют на заданную глубину отдельно на каждой секции. Раму устанавливают в горизонтальное положение изменением длины верхней тяги навески трактора. Горизонтальность грядилей достигается переменой длины верхних винтовых стяжек секций. Рабочие органы опускают на опорную поверхность и в таком положении их стойки закрепляют стопорными болтами в пазах держателей, при этом лезвия рабочих органов должны лежать на опорной поверхности всей длиной.
Агротехнические показатели почвы при ее подготовке к посадке и в вегетационный период
Плотность и влажность почвы определялась одновременно. Почвенные пробы отбираются по известным методикам [105, 120] цилиндром-буром. Цилиндр с крышками взвешивают в лаборатории и рассчитывают его объем.
В поле цилиндр погружают в почву на заданную глубину. Для отделения отобранного образца от почвы цилиндр-бур поворачивают 1—2 раза по часовой стрелке, затем осторожно извлекают, очищают от прилипшей почвы, закрывают крышками и переносят в лабораторию.
В лаборатории отобранный образец вместе с цилиндром и крышками взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г. Затем из цилиндра маленьким -буром берут две пробы почвы на всю глубину цилиндра для определения влажности почвы методом высушивания до постоянной массы в течение 8 часов при температуре 105 градусов. Высушенную почву помещают в эксикатор, и после охлаждения взвешивают. По разнице массы до сушки и после сушки определяют количество воды, содержащееся в навеске почвы.
Твердость почвы определяется полевым твердомером Ю.Ю. Ревякина [106] согласно ГОСТ 29269-91 "Почвы. Общие требования к проведению анализов". Твердость почвы Н определяется по формуле: где F- усилие, действующее на наконечник при внедрении в почву, Н; S„ -площадь основания наконечника, м ; hn - величина деформации пружины, м; к- жесткость пружины, Н/м; Методика определения агрегатного состава почвы Известно, [121] наиболее агрономически ценными (оптимальными) для культурных растений являются агрегаты (комочки) почвы размером 0,25-10 мм, обладающие высокой пористостью (более 45%), механической прочностью и чем больше после обработки в почве этих агрегатов, тем лучше. Сущность метода заключается в определении количества агрегатов почвы разного размера методом просеивания. [120] Для определения агрегатного состава образцы почвы массой 0,5-1,5кг отбирали лопатой из нарезанных гребней в зоне расположения клубневого гнезда, раскладывали на лист фанеры и высушивали до воздушно-сухого состояния. Крупные комки и глыбы во время сушки разделяли на более мелкие, по образующимся трещинам. Пробу просеивали через набор сит с диаметрами отверстий 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм. Набор сит должен иметь крышку и поддон. Почву просеивают порциями (100-200 г) без резких встряхиваний. При разъединении каждое сито еще раз встряхивают постукиванием по его ребру ладонью руки, для того чтобы освободить из отверстий застрявшие в них агрегаты. Комки почвы свыше 10 мм с верхнего решета распределяли вручную на две фракции: мелкоглыбистая -10,1- 50мм и глыбистая 50,1-100мм. Каждую фракцию агрегатов отдельно собирают, взвешивают и рассчитывают ее процентное содержание. Фракцию размером 0,25 мм вычисляют по разности между массой почвы, взятой для анализа, и суммой фракции 0,25 мм. За 100% принимается взятая для анализа навеска за вычетом массы включений (камни, гравий и др.). По данным сухого просеивания определяют коэффициент структурности: где Кстр — коэффициент структурности; А- сумма агрегатов размером от 0,25 до 10 мм (%); Б - сумма агрегатов 0,25 мм и комков 10 мм (%). Так как при подготовке почвы под посадку картофеля по агротехническим требованиям глыбистость не должна превышать более 15% то важно определить показатель крошения К, вычитанием из 100 процента глыбисто-сти почвы. Глубину обработки и площадь зоны рыхления определяли одновременно профилемером. Горизонтальную планку профилемера устанавливали на поверхности четырех рядом расположенных гребней поперек их нарезке. Каждая вертикальная линейка профилемера погружалась на глубину обработанного слоя и фиксировалась. Точность измерений допускается до ±0,5см. На вертикальных линейках мелом очерчивались контуры гребней. Далее планка вместе с линейками укладывалась на чистый лист бумаги, на котором очерчивались контуры гребня и взрыхленная площадь почвы под ним. Рассчитывалось среднее значение площади взрыхленной почвы по четырем гребням. Замер проводился в одном месте, так как площадь рыхления фактически не изменяется по всему участку. Степень эффективности рыхления почвы оценивается коэффициентом полноты рыхления kp, равным отношению фактической площади поперечного сечения прорези F(p к условной площади среза Fy: Фактическую площадь рыхления F,p определяют в полевых условиях после прохода глубокорыхлителя методом раскопок. Условная площадь среза равна произведению ширины рабочего органа на глубину обработки. Сорная растительность, развивая мощные корневые системы, поглощает огромное количество влаги и питательных веществ. Отдельные сорняки потребляют их в 1,5-2 раза больше, чем культурные растения. Расхищая влагу и перехватывая питательные вещества, сорные растения еще и механически глушат посевы. Они теснят и затеняют возделываемые культуры, отнимая у них место и свет.[1, 2] Более того вышеперечисленное приводит к снижению температуры почвы на 3-4С. Это в свою очередь вызывает ослабление жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, вследствие чего замедляются процессы размножения органического вещества в почве и снабжение культурных растений питательными компонентами. [5] Сорняки чрезвычайно осложняют и затрудняют проведение полевых работ и особенно уборки. Кроме того, сорная растительность является очагом распространения вредителей и болезней сельскохозяйственных растений. [7] В связи с этим разработка технологий возделывания картофеля должна быть направлена, так же и на борьбу с сорной растительностью. Засоренность сорняками. При обследовании делянки проходили по диагонали и в пяти местах как показано на рисунке 3.13 накладывались вдоль рядков прямоугольные рамки со сторонами 145 х 70 см. Внутри рамки под-считывалось число сорняков и отмечалось их среднее значение по вариантам.
