Введение к работе
Актуальность темы. Технология возделывания зерновых культур включает до десяти и более различных операций. Одним из способов снижения общих затрат энергии является совмещение нескольких технологических операций за один проход агрегата. В 2008 году Министерство сельского хозяйства России объявило о начале широкомасштабного внедрения ресурсосберегающих технологий на 40% посевных площадей. Внедрение ресурсосберегающих технологий необходимо потому, что за последние 10 лет цены на дизельное топливо возросли почти в 6 раз, в то время как цена на зерно - в 3 раза. При использовании новых технологий топлива расходуется в 2-3 раза меньше, чем при традиционной. В Центрально-Черноземной зоне под зерновые отводится более половины пахотных земель, при этом свыше 56% площадей расположены на склонах, превышающих один градус. Это обуславливает значительный сток паводковых и ливневых вод в овраги и балки, а вместе с ними смыв верхнего плодородного слоя почвы и внесенных традиционным (разбросным) способом удобрений. Из-за снижения продуктивности эродированных почв недобор продукции в ЦЧР в пересчете на зерно ежегодно составляет 1,22 млн. т.
Поэтому большое народнохозяйственное значение приобретает совершенствование приемов возделывания зерновых культур на эродированных почвах, которые обеспечат интенсивное формирование корневой и надземной массы растений, предупредят разрушение почвы талыми и ливневыми водами.
Цель исследований - снижение затрат на производство и повышение урожайности зерновых культур за счет совершенствования технологического процесса прямого посева на склоновых почвах.
Объект исследований — технологический процесс посева зерновых культур на склонах.
Предмет исследований -. закономерности формирования борозды и размещения в ней семян одновременно с удобрениями посевной секцией на базе стрельчатой лапы.
Научная новизна заключается в разработке:
способа посева зерновых культур с одновременным внесением удобрений на склоновых почвах (патент России № 2 350 064), отличающегося тем, что формируется борозда в виде трапеции, в углы, образованные боковыми сторонами и меньшим основанием, равном ширине междурядья, укладываются семена вместе со стартовой дозой удобрений, а между рядками семян ниже уровня посева вносится основная доза;
технического решения по реализации способа в виде посевной секции зернотуковой сеялки (патент России № 2 415 539), включающего стойку, дисковый нож, комбинированный сошник на базе стрельчатой лапы, катки-ограничители и прикатывающий каток;
аналитической модели взаимодействия элементов комбинированного сошника с почвой, образующих в ней борозду трапециевидной фор-
мы, учитывающей конструктивные и технологические параметры посевной секции;
аналитической модели движения зерна по семятукопроводу, включающего наклонный, вертикальный, дугообразный участки, и за его пределами в подлаповом пространстве.
Практическая значимость. Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы при разработке перспективных технических средств для посева зерновых культур с одновременным внесением удобрений на склоновых почвах, а также в методике инженерного расчета основных конструктивно-технологических параметров посевной секции зернотуковой сеялки.
Методика исследований. Теоретические исследования процесса взаимодействия плоскорежущей стрельчатой лапы с почвой, движения зерна по семятукопроводу и за его пределами проводили на основе математического моделирования. Экспериментальные исследования формирования борозды для размещения двух рядков семян со стартовой дозой удобрений проводили на опытном образце в почвенном канале и полях ГНУ БелНИИСХ РАСХН. Агроэкономическую эффективность посева зерновых на склоновых почвах определяли с использованием результатов полевых опытов. Данные экспериментальных исследований обрабатывали статистическими методами.
Реализация результатов исследований. Работа выполнялась в соответствии с заданием по гранту Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере на тему: «Разработка, изготовление и внедрение зернотуковой сеялки прямого сева». Отдельные результаты исследований используются в дипломном проектировании студентами инженерных факультетов Белгородской ГСХА и Воронежского ГАУ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались на конференциях в Белгородской ГСХА (2007-2010 г.), Воронежском ГАУ (2007-2008 г.), Алтайском ГАУ (2011 г.), Мичуринском ГАУ (2010 г.), Харьковском НТУСХ (2009 г.).
На защиту выносятся:
способ посева зерновых культур на склоновых почвах с одновременным внесением минеральных удобрений;
конструктивно-технологическая схема посевной секции зернотуковой сеялки на базе стрельчатой лапы, обеспечивающая реализацию предложенного способа;
аналитическая модель взаимодействия конструктивных элементов комбинированного сошника на базе стрельчатой лапы с почвой, формирующих в ней борозду с заданными параметрами для размещения двух рядков семян одновременно с удобрениями;
аналитическая модель движения зерна по семятукопроводу и за его пределами в подлаповом пространстве;
конструктивно-технологические параметры разрабатываемой посевной секции.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ и 5 патентов России.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка, включающего 157 наименований, из них 3 на иностранных языках. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, включает 8 таблиц, 43 рисунка и 21 приложение.
