Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ ' 7
I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 10
-
Противоэрозионные агротехнические приемы посева зерновых культур на склонах 10
-
Средства механизации для формирования противоэрози-онного микрорельефа 17
-
Обзор и анализ исследований процесса мелкого лунко-вания почвы 29
-
Выводы и задачи исследований 33
П. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБОСНОВАНИЮ ТИПА ПРОТИВО-
ЭР03И0НН0Г0 ЛУНКОВАТЕЛЯ К ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКЕ 35
2.1. Исследование зависимости объема лунок, формируемых ло
пастными, ко лесами, от технологических параметров лунко-
вания 35
-
Программа и методика исследований 35
-
Результаты исследований 36
2.2. Изыскание типа рабочего органа лункователя к противо-
эрозионной зерновой сеялке 40
-
Программа и методика исследований 40
-
Результаты исследований и выбор типа лункователя . 47
Ш. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ
РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЛУНКОВАНИЯ
ПОЧВЫ ПРИ ПОСЕВЕ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР 52
-
Обоснование предельных параметров лопастного колеса . . 53
-
К вопросу взаимодействия лопастей колеса с почвой ... 56
-
Качение лопастного колеса как многоугольника по твердой поверхности 57
-
Качение лопастного колеса как ведомого с жестким ободом 68
3.3. К вопросу распределения делителем-отражателем почвы,
выбрасываемой лопастями колеса . 75
Стр.
-
Кинематика движения почвы, выбрасываемой лопастями колес 78
-
Влияние конструктивных и технологических параметров работы двугранного делителя на качество распределения в междурядьях лункования почвы, выбрасываемой лопастным колесом 85
ІУ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТ
РОВ ПРОЦЕССА ЛУНКОВАНИЯ ПОЧВЫ ОДНОВРЕМЕННО С ПОСЕВОМ
ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР 100
4.1. Исследование водопоглотительной способности почвы,
стока и смыва на посевах 100
-
Программа и методика исследований 100
-
Результаты экспериментальных исследований и их анализ 106
4.2. Исследование параметров лопастного колеса и ширины
междурядья лункования 109
-
Программа и методика исследований 109
-
Результаты экспериментальных исследований и их анализ 117
4.3. Обоснование формы делителя потока почвы 121
-
Программа и методика исследований 121
-
Результаты исследований и их анализ 123
4.4. Оптимизация параметров делителя потока почвы, выбра
сываемой лопастями колес 124
-
Программа и методика исследований 124
-
Результаты экспериментальных исследований и их анализ 127
4.5. Показатели тягового сопротивления экспериментального
лункователя 132
-
Программа и методика исследований 132
-
Результаты экспериментальных исследований и их анализ 138
4.6. Исследование энергетических показателей эксперимен
тальной сеялки 147
Стр.
У. АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ТЕХШКО-ЭКОНОШЧЕСКОЕ
ОБОСНОВАНИЕ ЛУНКОВАТЕЛЯ В ПР0ТИВ0ЭР03И0НН0Й ЗЕРНОВОЙ
СЕЯЛКЕ 149
5.1. Эффективность работы экспериментального лунковагеля
при посеве зерновых культур 149
5.2. Технико-экономическое обоснование применения лункова-
теля при противоэрозионвом посеве зерновых культур . . 156
Общие выводы и предложения 160
Литература 164
Приложения
ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
а ,а1?а - коэффициенты уравнения;
а' - количество осадков;
% , & - ширина лопасти колеса и междурядья посева;
d ъ - диаметр и радиус лопастного колеса;
V - скорость движения лункователя;
пу. ft.- относительная скорость движения выбрасываемых час-тиц почвы при отрыве от лопасти колеса и угол, образуемый ее вектором с горизонталью;
U,v« - скорость движения 1-й частицы почвы, выбрасываемой лопастью колеса, соответственно перед и после соударения с гранью делителя;
СО- угловая скорость вращения лопастного колеса;
о. - ускорение свободного падения; ф, 1г - угол поворота и глубина хода колеса;
X - время движения;
L,ta - интенсивность выпадения и продолжительность дождя;
(Ь - угол наклона лопасти колеса к его радиальному направлению;
о( - угол раствора грани делителя;
> - угол наклона ребра делителя к вертикали;
А - зазор между ребром делителя и образующей окружностью колеса;
S. - ширина междурядья лункования;
J - коэффициент трения почвы по стали;
к - коэффициент восстановления нормальной составляющей скорости движения частицы при соударении с гранью делителя;
8 - плотность почвы;
QpPi" Угзш межДУ вектором скорости движения частицы почвы и плоскостью, перпендикулярной к ребру делителя, до и после соударения;
Op- углы между вектором скорости частицы и горизонталью до и после соударения;
Y - угол между прямыми пересечения плоскости траектории полета частицы почвы после соударения и грани делителя горизонтальной плоскостью;
Q ,QT- объем жидкого стока и масса смытой почвы; ж т
VV - объем лунок на единице площади посевов и одной лунки;
RJ, Р - вертикальная средняя и амплитудная составляющие тягового сопротивления лункователя;
Р Р горизонтальная средняя и амплитудная составляющие тягового сопротивления лункователя;
Z- - боковое перемещение частицы почвы после отражения ее от грани делителя.
Введение к работе
Сохранение и увеличение плодородия почв как основы устойчивого повышения урожая возделываемых культур - важнейшая задача сельскохозяйственного производства. Поэтому мероприятия по охране почв рассматриваются как одни из основных при выполнении Продовольственной программы.
В решениях майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС указывается на необходимость развития почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур для различных почвенно-климатичес-ких зон страны /І/. В постановлении ЦК КПСС и СМ СССР от 20 марта 1967 г. "О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии" обращено внимание на огромный ущерб, который приносит водная эрозия почв сельскохозяйственному производству. Она разрушает гумусовый горизонт, вызывая потерю основных минеральных и органических веществ, необходимых для питания растений. При этом подмывается корневая система, уходит драгоценная для ее питания влага и сносится в понижения рельефа местности»на дно рек, озер, водоемов большое количество мелкозема и вредных для водной среды веществ.
Только на европейской части СССР смыву подвержено около 50 млн. га площадей, с которых, по данным профессора С.С.Соболева /2/, ежегодно уносится 500 млн. т почвы, а вместе с ней большое количество фосфора, азота и калия.
Для Нечерноземной зоны, где почвы характеризуются маломощным гумусовым споем, водная эрозия более губительна, чем для черноземной полосы. В этой связи для Белорусской ССР, где на 30% пахотных земель, подверженных водной эрозии, ежегодно смываетоя 2 мм слоя почвы, 193 кг/га гумуса /3-5/, проблема борьбы с водной эрозией весьма актуальна.
В БССР, как и в большинстве районов Нечерноземной зоны, зем- ли с крутизной склона более 1, которые в разной степени подвергаются водной эрозии, составляют под пашней около 50$. Больше половины их отводится ежегодно под зерновые культуры /6/.
В начальный период развития посевов, когда почва на склонах мало защищена растительностью, с поверхности интенсивно стекает вода от ливневых осадков, и происходит смыв. Именно в это время растения испытывают большой недостаток влаги. Для нормального их развития требуется в течение мая-июня около 240 мм влаги /7/, что составляет почти половину нормы осадков за теплый период.
Исследования показывают, что в результате эрозионных процессов и недостаточного поглощения влаги почвой недобор урожая зерновых на таких землях достигает 20...60^.
Установлено, что для защиты почв от водной эрозии на посевах зерновых культур в условиях расчлененного рельефа эффективным приемом является формирование замкнутых углублений (лунок) в междурядьях посева. Однако осуществить его одновременно с посевом на рабочих скоростях 8...15 км/ч сложно из-за отсутствия средств механизации. Поэтому необходимы исследования по обоснованию агротехнического приема, типа рабочих органов и их параметров, разработка агротребований на способ и устройство.
Цель настоящей работы - повышение эффективности посева зерновых культур на склонах путем совершенствования процесса проти-воэрозионного лункования междурядий на скоростях 2...4 м/с посевного агрегата и рабочих органов для его выполнения.
Получены следующие основные научные и практические результаты, которые выносятся на защиту: - зависимости объема лунок, формируемых лопастными колесами, и дальности выноса почвы лопастями от скорости движения колеса, поясняющие характер взаимодействия лопастей с почвой при скорости движения колеса более 1,0...1,5 м/с; зависимость бокового перемещения почвы от конструктивных и технологических параметров работы лункователя в виде лопастного колеса с делителем-отражателем потока почвы, выбрасываемой лопастями; минимальный объем лунок на посевах зерновых культур применительно к почвенно-климатическим условиям БССР; параметры лопастного колеса, делителя, ширины междурядий лункования; экспериментальные зависимости тягового сопротивления разработанного пункователя от технологических показателей и режимов работы; конструктивная схема противоэрозионного лункователя для формирования лунок при посеве, комбинированного противоэрозионного посевного агрегата; эффективность применения противоэрозионного посевного агрегата при посеве зерновых культур на склонах.
Все экспериментальные исследования проведены в почвенных условиях, характерных для Нечерноземной зоны СССР, поэтому созданная конструкция противоэрозионного агрегата может найти применение в большинстве районов зоны.
Работа выполнена в отделе комбинированных машин по обработке почвы и посеву ЦНШМЭСХ Нечерноземной зоны СССР под руководством академика ВАСХНИЛ, доктора технических наук, профессора М.М.Севернева, которому автор выражает глубокую признательность и благодарность.
