Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние проблемы. Цель и задачи исследования 16
1.1 Зерновое производство и его значение в обеспечении продовольственной безопасности страны 16
1.2 Почвенно-климатические условия Центральной части Северного Кавказа 19
1.3 Анализ технологий и технических средств для переработки органических отходов 23
1.4 Анализ существующих технологий предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур в Центральной части Северного Кавказа 29
1.5 Агротехнические требования, предъявляемые к машинам для предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур 35
1.6 Анализ конструкций технических средств для предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур 40
1.7 Анализ теоретических и экспериментальных исследований почвообрабатывающх и посевных машин 57
1.8 Анализ исследований по повышению работоспособности почвообрабатывающих и посевных машин 71
1.9 Направления совершенствования почвообрабатывающих и посевных машин 74
1.10 Выводы по первой главе. Цель и задачи исследования 75
Глава 2 Методологические основы повышения урожайности зерновых культур на основе ресурсосберегающей технологии предпосевной подготовки почвы и посева 80
2.1 Системный подход к обоснованию технологических и технических решений 80
2.2 Концепция ресурсосберегающей технологии предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур 82
2.3 Структурная модель технологии предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур 85
2.4 Концепция математического моделирования технологических процессов предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур 89
2.5 Выводы по второй главе 101
Глава 3 Теоретические предпосылки к усовершенствованию технологии и обоснованию комплекса машин для предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур 103
3.1 Технологическое и техническое обеспечение процесса приготовления и внесения биоудобрений 103
3.1.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы биореактора 103
3.1.2 Технологическая схема приготовления и внесения биоудобрений. 106
3.2 Теоретическое обоснование конструкции, параметров и режимов работы комбинированного почвообрабатывающего агрегата 110
3.2.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы комбинированного почвообрабатывающего агрегата 110
3.2.2 Математическое моделирование процесса взаимодействия плуга комбинированного почвообрабатывающего агрегата с почвой 113
3.2.3 Математическое моделирование процесса взаимодействия активного рабочего органа комбинированного почвообрабатывающего агрегата с почвой 145
3.2.4 Энергетический анализ процесса работы комбинированного почвообрабатывающего агрегата 159
3.3 Теоретическое обоснование конструкции, параметров и режимов работы комбинированного почвообрабатывающего шлейфа 163
3.3.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы комбинированного почвообрабатывающего шлейфа 163
3.3.2 Математическое моделирование процесса работы комбинированного почвообрабатывающего шлейфа 166
3.4 Теоретическое обоснование усовершенствования зерновой сеялки 174
3.4.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы усовершенствованной зерновой сеялки 174
3.4.2 Математическое моделирование процесса работы магнитного высевающего аппарата 178
3.4.3 Математическое моделирование процесса работы усовершенствованной зерновой сеялки 180
3.5 Выводы по третьей главе 201
Глава 4 Программа и методика экспериментальных исследований 203
4.1 Программа экспериментальных исследований 203
4.2 Методика исследования конструктивно-режимных параметров биореактора 203
4.3 Методика исследования конструктивно-режимных параметров комбинированных почвообрабатывающих агрегатов 205
4.3.1 Определение физико-механических характеристик почвы 205
4.3.2 Методика исследования показателей работоспособности плуга комбинированного почвообрабатывающего агрегата 206
4.3.3 Методика проведения тяговых испытаний комбинированных почвообрабатывающих агрегатов 218
4.4 Методика исследования конструктивно-режимных параметров усовершенствованной зерновой сеялки 220
4.4.1 Определение липкости и влажности почвы 220
4.4.2 Методика проведения тяговых испытаний дискового сошника-ножа усовершенствованной зерновой сеялки 222
4.4.3 Методика исследования магнитного высевающего аппарата 224
4.4.4 Методика оценки качественных показателей работы усовершенствованной зерновой сеялки 227
4.5 Методика обработки результатов экспериментальных исследований 228
4.6 Методика планирования многофакторных экспериментов 230
4.6.1 Планирование многофакторного эксперимента по исследованию параметров комбинированного почвообрабатывающего агрегата 235
4.6.2 Планирование многофакторного эксперимента по исследованию параметров комбинированного почвообрабатывающего шлейфа 236
4.7 Методика проведения полевых исследований 237
4.7.1 Методика закладки полевых опытов по установлению качественных показателей работы комбинированных почвообрабатывающих агрегатов 237
4.7.2 Методика исследования работоспрособности резьбовых соединений плуга комбинированного почвообрабатывающего агрегата в полевых условия 240
4.7.3 Методика закладки полевых опытов по установлению влияния усовершенствованных технологических процессов и технических средств на урожайность зерновых культур 240
Глава 5 Результаты экспериментальных исследований 242
5.1 Оптимизация конструктивно-режимных параметров биореактора 242
5.2 Оптимизация конструктивно-режимных параметров комбинированного почвообрабатывающего агрегата 246
5.2.1 Результаты исследования соединений плуга комбинированного почвообрабатывающего агрегата 246
5.2.2 Оптимальные конструктивно-режимные параметры комбинированного почвообрабатывающего агрегата 249
5.3 Оптимизация конструктивно-режимных параметров комбинированного почвообрабатывающего шлейфа 260
5.4 Оптимизация конструктивно-режимных параметров усовершенствованной зерновой сеялки 271
5.4.1 Влияние физико-механических свойств почвы на процесс работы усовершенствованной зерновой сеялки 271
5.4.2 Влияние конструкции дискового сошника-ножа на тяговое сопротивление усовершенствованной зерновой сеялки 280
5.4.3 Влияние формы профиля борозды на характер распределения семян 281
5.5 Результаты полевых исследований 283
5.5.1 Влияние конструктивно-режимных параметров комбинированного почвообрабатывающего агрегата на качественные и эксплуатационные показатели работы 283
5.5.2 Влияние параметров и режимов работы комбинированного почвообрабатывающего шлейфа на качественные показатели работы 289
5.5.3 Влияние конструктивно-режимных параметров усовершенствованной зерновой сеялки на качественные и эксплуатационные показатели работы 294
5.5.4 Влияние усовершенствованных технологических процессов и технических средств на урожайность зерновых культур 299
5.6 Выводы по пятой главе 301
Глава 6 Энергетическая и экономическая эффективность усовершенствования технологии и оптимизации комплекса машин для предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур 302
6.1 Результаты расчета энергетической эффективности 302
6.2 Результаты расчета экономической эффективности 309
Заключение 312
Список литературы 317
Приложение А. Заключения о научно-исследовательской работе 349
Приложение Б. Апробация результатов исследования 363
Приложение В. Экспонирование результатов исследования 368
Приложение Г. Патенты РФ на изобретения и полезные модели 375
Приложение Д. Акты внедрения результатов научно исследовательских работ 385
Приложение Е. Результаты расчетов оптимизации параметров и режимов работы комбинированного почвообрабатывающего агрегата 396
Приложение Ж. Результаты расчетов оптимизации параметров и режимов работы комбинированного почвообрабатывающего шлейфа 402
Приложение 3. Исходные данные для проведения расчета энергетической эффективности 408
Приложение И. Исходные данные для проведения расчета экономической эффективности 414
- Анализ технологий и технических средств для переработки органических отходов
- Математическое моделирование процесса взаимодействия плуга комбинированного почвообрабатывающего агрегата с почвой
- Оптимальные конструктивно-режимные параметры комбинированного почвообрабатывающего агрегата
- Влияние конструктивно-режимных параметров усовершенствованной зерновой сеялки на качественные и эксплуатационные показатели работы
Анализ технологий и технических средств для переработки органических отходов
В современных условиях для всех хозяйствующих субъектов агропромышленного комплекса актуальна проблема: защита окружающей среды от загрязнения органическими отходами сельхозпроизводства. Сложившаяся ситуация и наметившийся негативный тренд гарантируют в ближайшем будущем экологическую катастрофу на селе, причем существенные отрицательные эффекты коснутся как населения, так и животные и растительные сообщества [54, 55, 57, 58, 327]. Кроме того, велик риск возникновения различных болезней.
Для практической реализации основных положений ресурсосберегающей концепции необходима разработка эффективных, экологически безопасных технологий и методов переработки органических отходов.
Рациональное использование и снижение загрязнения окружающей среды -задачи, которые должны рассматриваться в единстве. Проблемы рационального использования органических отходов сельхозпроизводства должны решаться с таким расчетом, чтобы обеспечить охрану окружающей среды, экономию природных ресурсов. Необходимо также, уменьшить деградацию и гарантировать восстановление агроэкосистем [309].
Наиболее эффективными органическими отходами являются отходы птицеводства (птичий помет, сточные воды и др.) [91]. Низкий уровень организации их переработки и утилизации представляет существенную опасность для почвы, водоемов и, в конечном счете, для животных и человека.
Птичий помет является постоянной угрозой для экологического благополучия сельскохозяйственных предприятий.
Почва - сложное природное тело, состоящее из жидкой, газообразной и твердой фаз. Плодородие почвы определяется их оптимальным сочетанием.
Естественное плодородие обеспечивается природными факторами, действующими на почву длительное время. Искусственное же плодородие является результатом деятельности человека, например, внесением удобрений, известкованием, гипсованием, мелиорацией и пр. [75, 120].
Ведение сельхозпроизводства без учета требований экологии приводит к тому, что снижается плодородие почвы, загрязняются наземные и подземные воды, истощаются и гибнут родники, происходит накопление в почве и сельхозкультурах токсических веществ. Следовательно, произведенная в таких условиях сельхозпродукция представляет опасность для человека и животных [56, 59, 110].
Применение минеральных удобрений на кислых, малогумусных почвах, с низким содержанием фосфора малоэффективно. Подобного рода почвы следует вначале «профосфоритовать», «произвестковать» и обеспечить органическими удобрениями. Использование органики способствует повышению эффективности удобрений на 10% за счет «гумусового эффекта». Доза навоза, обеспечивающая поддержание бездефицитного баланса гумуса, рекомендуется в пределах 7... 15 т/га в год. С этой целью следует обеспечить внесение в почву не менее 1 млрд. т органических удобрений в год.
В настоящее время в Российской Федерации в почву вносится около 100... 120 млн. т в год, что значительно меньше требуемого. Ценность органических удобрений обеспечивается в случае их использования оптимальным способом. Имеется в виду, что снижаются потери питательных веществ и тенденция к обезвоживанию, гранулированию и сушке органических удобрений. Это способствует уменьшению складских расходов на их хранение, существенному снижению потерь питательных веществ при длительном хранении, внесение органических удобрений в оптимальные календарные сроки с использованием обычных сеялок.
Экономическая эффективность производства биоудобрений обеспечивается при соблюдении некоторых условий:
- наличие обеспеченности сырьем с наименьшими транспортными и складскими расходами;
- наличие возможности удешевления решения экологических проблем;
- возможность продажи биоудобрений потребителям;
- организация своевременного внесения биоудобрений в почву.
Анализ показывает, что для переработки накапливаемых объемов отходов сельскохозяйственные предприятия на сегодняшний день не имеют даже самое простое оборудование [195, 212, 227, 299].
Исходя из изложенного выше, при разработке эффективных энергоресурсосберегающих технологий по переработке органических отходов следует соблюдать следующие основные требования:
- обеспечить условия для соблюдения ветеринарно-санитарных норм, правил и требований;
- получать экологически безопасную сопутствующую продукцию высокого качества;
- обеспечить надежную защиту окружающей среды от загрязнения продуктами переработки.
При разработке высокоэффективных технологий по переработке органических отходов следует учитывать:
- фундаментальные знания процесса метангенерации органических веществ;
- современные достижения таких наук, как микробиология, биохимия, молекулярная биология, биотехнология;
- специфику химического состава перерабатываемого материала;
- региональную специфику [130, 307].
Основные способы переработки отходов: механическое обезвоживание (отстаивание, центрифугирование) и тепловое обезвоживание (искусственная сушка) [38].
Также необходимо учитывать отличительные особенности процесса переработки отходов птицеводства от переработки других органических отходов (навоз КРС, свиней), что определяется специфическими физическими и механическими свойствами, а также тем обстоятельством, что у помета характерный химический состав.
С учетом этого, применение фильтров, прессов, сепараторов и других аналогичных устройств не гарантирует получение заметного положительного эффекта [82, 256, 289].
Что касается механического способа, то она индивидуально не обеспечивает решение проблемы утилизации птицеводческих отходов ввиду того, что после обработки на центрифуге остаются осадок и фугат влажностью, соответственно, 70 и 93...97%, имеющие те же нежелательные свойства, что и первичный материал.
Способ искусственной сушки на различном оборудовании (барабанных и распылительных) наиболее распространен как эффективный термический способ термических переработки птицеводческих отходов.
Проведенный анализ способов переработки органических отходов, показал, что они могут в какой-то мере решить рассматриваемую проблему. Однако данное решение может быть достигнуто только за счет использования дополнительных энергетических затрат или увеличением негативного влияния на экологическую обстановку.
Таким образом, разработка малоотходных или безотходных технологических процессов - наиболее перспективное направление разрешения рассматриваемой проблемы. База для этого можно считать переработку органических отходов с использованием биологических способов [108, 312]: компостированием; аэробной и аэробной переработкой.
Компостирование до недавнего времени считалось наиболее эффективной формой обработки и утилизации птицеводческих отходов. Однако он сопровождается потерями питательных веществ и энергии. К примеру, потери азота и фосфора, соответственно, могут составлять 25... 50% и 20... 40% [289].
Аэробная переработка эффективна при использовании в технологии обработки бытовых и сточных вод, но не обеспечивает ощутимого положительного эффекта при обработке птицеводческих отходов [61, 289].
Наиболее перспективным направлением можно признать технологию, основанную на анаэробном сбраживании. Процесс сбраживания в этом случае предполагает микробиологическую деструкцию исходного материала в анаэробных условиях, в результате которой выделяется биогаз.
Вопросами совершенствования биогазовой технологии и конструирования соответствующего оборудования в РФ занимаются такие организации, как: ООО «Компания ЛМВ Ветроэнергетика», ООО «Трансфин», АО «Стройтехника -Тульский завод» и др.
В эпоху рыночных отношений появилась необходимость в новых высокоэффективных и рентабельных технологиях и оборудовании, которые могли бы эффективно работать в различных условиях функционирования, особенно при большом удалении от центров энергоснабжения.
Для переработки органических отходов широко используют индивидуальную биогазовую установку ИБГУ-1 производительностью до 200 кг. При этом производительность по биогазу составляет 10... 12 м3 биогаза, по жидким удобрениям до 200 л в сутки.
Автономная биоэнергетическая установка (АБЕУ) производства ЗАО «Сигнал» имеет объем биореактора 7...480 м3, годовую производительность по биогазу 4...254 тыс. м3.
Математическое моделирование процесса взаимодействия плуга комбинированного почвообрабатывающего агрегата с почвой
Существенно на качество обработки почвы влияет постоянство стандартного расположения и параметров рабочих органов. Основными причинами нарушения требуемого расположения рабочих поверхностей плуга по отношению ко дну и стенке борозды, оказывающими в конечном итоге влияние на качество и энергоемкость основной обработки почвы, являются недостаточные жесткость и прочность соединений рабочих и вспомогательных частей корпуса плуга.
Недостаточная жесткость на сдвиг узлов соединений и деталей корпуса плуга комбинированного почвообрабатывающего агрегата приводит к тому, что увеличиваются начальные углы установки лемеха относительно дна и стенки борозды и, как следствие этого, увеличивается тяговое сопротивление одновременно с ухудшением качественных показателей работы агрегата.
Силовые характеристики корпуса плуга - силы сопротивления почвы, которые действуют на лемешную и отвальную поверхности, а также силы, которые воспринимаются лезвием лемеха.
Анализ несущей способности нагруженных узлов соединений производится путем представления силовых характеристик в виде (рисунок 3.4) [131, 146, 158, 169, 258, 282]:
Величину Rx определяют технологические свойства почв, глубина обработки, скорость передвижения и пр. [69].
Значение тягового сопротивления плуга определяется изменением параметров его рабочих поверхностей.
Рабочая поверхность корпуса плуга характеризуется изменением начальных углов ее , р и У (рисунок 3.5) [31, 34, 40, 41, 131, 185, 202].
Наряду с геометрической формой, важно, как располагаются рабочие поверхности корпуса плуга по отношению ко дну и стенке борозды. Оно определяется начальными значениями угла крошения сс0 5 оборачивания Р0 и постановки лезвия лемеха к стенке борозды У0 . Их значения следующие: а0 =25...35, А =30...35, У0 =35...50 [41, 42, 45, 155].
Начальные углы а0, Д и Г0 определяют деформацию пласта почвы при его попадании на рабочую поверхность: их рост увеличивает деформацию. К примеру, если изменение значений углов с «о =25, /0 =38 до «0 =30, /0 =42 приводит к снижению удельного сопротивления на 25...30% (рисунок 3.6) [43, 160, 161].
Начальные значения углов а0, /30 и /0 изменяются в результате того, что рабочая поверхность лемеха смещается от своего первоначального положения, что приводит к увеличению тягового сопротивления агрегата и к явлению «всплытия» корпуса плуга.
Изменение режима обработки почвы является причиной того, что изменяется среднее удельное давление почвы на лемех, причем указанное изменение не пропорционально скорости обработки почвы. Интенсивнее давление растет у носовой части лемеха, в остальных частях оно увеличивается незначительно.
Наибольшее удельное давление в носовой части лемеха может превышать средние значения в 5...6 раз [43, 81, 214, 276]. С учетом этого рассчитываются прогиб и угол поворота носка лемеха (рисунок 3.7) в отдельности.
Расчетная схема предполагает рассмотрение лемеха как пластинку прямоугольной формы, неравномерно нагруженную давлением почвы. Опоры этой пластинки - крепежные детали [43, 84, 171, 172, 283].
Для узла соединения «лемех-башмак» характерно, что в нем крепежные детали устанавливаются с зазором, приводящее к снижению несущей способности и долговечности. Причина - отсутствие стабильности коэффициента трения соседних деталей и отсутствие сил трения при перегрузах. В силу неравномерного распределения удельного давления на поверхности лемеха, увеличиваются сдвигающие нагрузки на отдельные детали, что может привести к частичному раскрытию стыка «лемех-башмак».
Расположение нейтральной оси 00 (рисунок 3.7), разделяющей плоскость разъема на участки раскрытия и нераскрытия, можно определить с использованием методики, изложенной в работах [43].
При подстановке в выражения (3.7) и (3.8) значений Jxl и Jzl устанавливается уточненное расположение нейтральной оси.
Далее производим расчет раскрытия стыка, угла наклона лезвия лемеха и дополнительного растягивающего напряжения в болтах (таблица 3.1).
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что для того, чтобы начальный угол наклона лезвия лемеха не увеличивался и не появлялись дополнительные растягивающие напряжения в болтах, остаточное напряжение предварительного затяга крепежных деталей должно быть равно 185 МПа или больше.
Характерным для узла «башмак-стойка» является то, что он подвергается действию косого и сдвига (рисунок 3.8) [8, 83, 84, 283].
Узлом соединения воспринимается наибольшая нагрузка в продольно-вертикальной плоскости, где осуществляется действие силы Kz (рисунок 3.6, в). Сила Sz направлена под углом Ц/ =±12 к оси X , плечо =0,5 а ( а -глубина вспашки) при Ц/=12 и ж = 0,33 а при у/ = —\2 [43, 301, 303].
Угол, на который поворачивался башмак относительно стойки в продольно вертикальной плоскости и то, как этот поворот влияет на начальные углы ocQ 5 /?0 и У0 устанавливали по соответствующей методике [279, 280] при следующих исходных данных: & =0,25 м, Ь =0,30 м, остаточные напряжения предварительного затяга 0...200 МПа (таблица 3.2).
Характерным для узла «стойка-рама» является пространственно-напряженное состояние (рисунок 3.9).
В ходе расчетов учитываем, что обработке почвы возможно резкое увеличение нагрузки при возникновении препятствий в виде пней, валунов и др. [105, 155]. Максимальные значения нагрузки могут превышать средние в 2...2,7 раза [282].
Расчёты проведены при аналогичных исходных данных, а также с учетом нагрузки, воспринимаемой хомутом стойки (таблица 3.2).
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что недостаточная жесткость узлов соединений плужного корпуса ведет к увеличению начальных углов установки лемеха относительно дна и стенки борозды.
Расчеты проведены при условии отсутствия контакта в системе «полевая доска-дно борозды» и // = const , а также данных таблицы 3.2. Результаты приведены в таблице 3.3. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что недостаточная жесткость узлов соединений плуга приводит к повышению тягового сопротивления на 10,5... 18,2%.
Оптимальные конструктивно-режимные параметры комбинированного почвообрабатывающего агрегата
С целью установления оптимальных конструктивно-режимных параметров комбинированного почвообрабатывающего агрегата, гарантирующих максимальное качество крошения почвы, проведены много факторные эксперименты.
Проверка значимости коэффициентов регрессии в соответствии с критерием Стьюдента показала, что все коэффициенты, за исключением Ьгз, значимы.
С использованием результатов экспериментальных исследований составлено уравнение регрессии в кодированном виде:
YK =91,133-2,6175Х1 + 0,3463Х2 +5,3888Х3 +0,6025XjX2 (5.1) -0,568X 3 -8,4716Х!2 -5,2291X2 _8,0791Х32.
Проверка адекватности уравнения регрессии (5.1) в соответствии с критерием Фишера подтвердила, что оно адекватно описывает исследуемый процесс (Fpacv = 2,193 Fma6jj = 2,359j .
В раскодированном виде уравнение регрессии (5.1) будет выглядеть так
Решениями системы (5.4) являются оптимальные кодированные значения исследуемых факторов: Хх = -0,165; Х2 = 0,024; Х3 = 0,339.
В раскодированном виде получим: Уп = 1,98 м/с, соБ =20,1 с"1 и уБ =20.
При этом обеспечивается максимальное качество крошения 92,3%.
Проверка воспроизводимости экспериментальных исследований производится в соответствии с критерием Кохрена
На основании результатов экспериментальных данных с учетом уровней варьирования основных факторов получена регрессионная зависимость (уБ = 15 ):
К = -1650,99 + 1692,99 +6,1\44соБ +0,8601псоБ — (5.5) -432,224V - 0,2092 .
Зависимость К =ї{Чп,соБ) при уБ= 15 приведена на рисунках 5.3 и 5.4.
На основании результатов экспериментальных данных с учетом уровней варьирования основных факторов получена регрессионная зависимость (а Б = 20 с"1):
К = -1621,96 + 1714,27 + 1,9769 — 0,2102пуБ — (5.6) -432,224V - 0,0359/.
Зависимость К , = (Уп,гБ) при соБ= 20 с"1 приведена на рисунках 5.5 и 5.6.
На основании результатов экспериментальных данных с учетом уровней варьирования основных факторов получена регрессионная зависимость (Vn = 2 м/с):
К = —7,38 + 8,45соБ +1,44/5 — 0,2092# — 0,0359/ . (5.7)
Зависимость К = і{соБ,уБ) при п=2 м/с приведена на рисунках 5.7 и 5.8.
Результаты много факторного эксперимента показывают, что максимальное качество крошения почвы (92,3%) обеспечивается при следующих значениях основных факторов: Уп = 1,98 м/с; = 20,1 с"1; УБ = 20.
Для установления оптимальных конструктивно-режимных параметров комбинированного почвообрабатывающего агрегата, обеспечивающих минимальное тяговое сопротивление, проведен многофакторный эксперимент.
С использованием полученных результатов составлено уравнение регрессии в кодированном виде:
Анализируя полученные результаты приходим к выводу, что тяговое сопротивление агрегата минимально (15,8 кН) при = 1,99 м/с, Б= 20,7 с"1 и / Б — 19 .
В результате проведения многофакторных экспериментов установлено, что оптимальные значения основных конструктивно-режимных параметров комбинированного почвообрабатывающего агрегата, обеспечивающие максимум качества крошения почвы и минимум тягового сопротивления, следующие: V7 = 1,98… 1,99 м/с, Б = 20,1…20,7 с" и УБ = 19 …20 .
Влияние конструктивно-режимных параметров усовершенствованной зерновой сеялки на качественные и эксплуатационные показатели работы
Результаты исследования травмирования семян катушечным и магнитным высевающими аппаратами (рисунок 5.47) показывают, что травмирование семян существенно выше у катушечного высевающего аппарата.
Так, катушечный высевающий аппарат травмировал 0,75% семян озимой пшеницы, а магнитный - 0,09%, т.е. меньше в 8,3 раза.
Анализ современного состояния зернового производства свидетельствует о том, что применяемые в настоящее время зерновые сеялки, обеспечивающие рядовой и узкорядный посев, оснащены в основном двухдисковыми сошниками. При их работе в условиях повышенной влажности почвы имеет место существенное прилипание почвы к сошникам. Следствием этого является нарушение конфигурации бороздки, появление предсошникового холма, в результате чего нарушается равномерность заделки семян на установленную агротехническими требованиями глубину.
Другим негативным последствием залипання сошников является нарастание внутреннего трения в почве, способствующее значительному увеличению тягового сопротивления. На некоторых почвах в указанных условиях процесс посева сельскохозяйственных культур просто невозможен (рисунок 5.48).
Таким образом, существует потребность в усовершенствовании существующих зерновых сеялок с тем, чтобы качественно выполнить посев сельскохозяйственных культур даже при существенном переувлажнении почвы.
Серийная зерновая сеялка СЗП-3,6 усовершенствована применением дисковых сошников-ножей и магнитных высевающих аппаратов. Усовершенствованная зерновая сеялка показана на рисунке 5.49, дисковый сошник-нож с полимерными накладками - на рисунке 5.50.
Полевые исследования усовершенствованной зерновой сеялки в сравнении с серийной зерновой сеялкой СЗП-3,6 проводились в ОАО «Племсовхоз «Кенже» КБР и ООО НП «Шэджэм» Чегемского района КБР при возделывании озимой пшеницы.
Результаты исследования тягового сопротивления представлены в таблице 5.20. Зафиксировано снижение удельного тягового сопротивления усовершенствованной зерновой сеялки на 19% в сравнении с серийной сеялкой СЗП-3,6.
Результаты исследования качества заделки семян при посеве озимой пшеницы усовершенствованной и серийной зерновыми сеялками сведены в таблицу 5.21 и показаны на рисунке 5.51 при влажности слоя почвы 0...0,05 м 24%, 0,05... 0,1 м - 26%.
Установлено, что усовершенствованная сеялка обеспечивает заделку 87% семян на глубину 0,05±0,01 м, тогда как серийная СЗП-3,6 - 53%.
Предлагаемая технология предпосевной подготовки почвы и посева зерновых культур основана на выполнении:
- внесения биоорганического удобрения, полученного с использованием разработанного биореактора;
- вспашки с одновременным измельчением почвенных глыб с использованием разработанного комбинированного почвообрабатывающего агрегата;
- выравнивания и подуплотнения посевного слоя с использованием разработанного комбинированного почвообрабатывающего шлейфа;
- посева усовершенствованной зерновой сеялкой.
Опыты по определению урожайности озимой пшеницы сорта Юка проводились на участке шириной 300 м и длиной 1000 м.
Сравнивалась работа серийной сеялки СЗП-3,6 и усовершенствованной сеялки СЗП-3,6. Почва была подготовлена к посеву следующим образом:
- при посеве серийной зерновой сеялкой СЗП-3,6 - по традиционной технологии с применением серийных технических средств;
- при посеве усовершенствованной зерновой сеялкой - по усовершенствованной технологии с применением разработанных технических средств.
Посев проводился челночным способом, скорость посевных агрегатов составила 2,5...2,6 м/с.
Сравнительный анализ урожайности озимой пшеницы (таблица 5.22) проводился в соответствии с известными методиками [9, 83, 94, 106, 120].