Введение к работе
Актуальность темы. Промышленное цветоводство является одной из самых развитых и высокодоходных отраслей аграрного производства многих стран мира. В ассортименте цветочных культур особое место занимают луковичные (тюльпаны, нарциссы, лилии, гладиолусы и другие), которые широко используются как отличная выгоночная культура на срез и применяются для оформления различных озеленительных объектов.
Опыт отечественного и зарубежного цветоводства показывает, что максимального удовлетворения спроса населения на цветы в зимний и ранневесенний периоды можно достичь с помощью выгоночных луковичных культур (в первую очередь тюльпанов). Именно поэтому по доле в площади, занятой под цветочными культурами открытого грунта, тюльпаны удерживают первое место в мире (около 10 тыс. га).
В производстве посадочного материала цветочных луковичных культур лидирующее положение занимает Голландия, где производится до 86% мирового объема луковиц тюльпанов. Годовой объем экспорта луковиц из этой страны доходит до 6,2 миллиарда штук на сумму более 1,0 миллиарда долларов.
Потенциальные возможности развития производства посадочного материала тюльпанов в Российской Федерации (РФ), особенно на юге ее Европейской части, очень большие, однако они остаются недостаточно востребованным.
Одной из основных причин, сдерживающих рост производства посадочного материала тюльпанов, остается высокая трудоемкость его выращивания. Наиболее трудоемким технологическим процессом является уборка луковиц, на которую приходится до 1800 чел.-ч/га или до 40% всех трудовых затрат на выращивание луковиц. Поэтому вопросы механизации уборки луковиц тюльпанов в промышленном цветоводстве являются актуальными.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является технологическое и техническое обоснование основных параметров машин для уборки луковиц тюльпанов в условиях Северо-Кавказского региона РФ.
Для ее достижения были выдвинуты следующие задачи:
проанализировать механизированные технологии выращивания посадочного материала тюльпанов и применяемые технические средства для уборки луковиц цветочных культур;
определить некоторые физико-механические свойства растений тюльпанов и их размерно-массовые показатели в период уборки луковиц для обоснования и уточнения основных технологических и технических параметров рабочих органов луковицеуборочных машин;
'У
изучить влияние агротехнических способов возделывания посадочного материала тюльпанов (на ровной поверхности и гребнях) на работу луковицеуборочных машин;
выявить наиболее эффективные почвообрабатывающие рабочие органы для луковицеуборочных машин;
разработать рациональную технологическую схему машин для уборки луковиц тюльпанов с учетом агрофизических особенностей культуры и агрофона участков в период уборки луковиц;
дать теоретическое обоснование конструктивных параметров и режимов работы предложенных почвообрабатывающих рабочих органов - профилирующих листеров с приводом колебательного движения и Катковых опрессовывающих механизмов;
экспериментально исследовать процесс обработки почвы комбинированными почвообрабатывающими рабочими органами для проверки основных теоретических положений;
выявить зависимость технологических и энергетических показателей экспериментальной установки при уборке луковиц тюльпанов от режимов работы разработанных рабочих органов;
провести производственные испытания экспериментальных образцов луковицеуборочных машин с предложенными почвообрабатывающими рабочими органами и дать экономическую оценку их использования.
Объекты и методы исследований. Основными объектами исследований являлись: культура тюльпанов в период уборки луковиц; агротехнические приемы в технологии выращивания луковиц; физико-механические свойства почвы; специальные машины для уборки цветочных луковиц отечественного и голландского производства; отдельные почвообрабатывающие рабочие органы; лабораторно-полевая экспериментальная установка и опытные образцы машин.
Методика исследований на всех этапах проводимых работ включала выбор оптимального пути достижения цели. Для этого применялись методы инженерных расчетов с использованием положений теоретической механики, теории вероятности и планирования эксперимента. При проведении экспериментальных исследований применялись стандартные, а также частные методики. Обработка результатов исследований проводилась методами математической статистики, с применением ПЭВМ.
Научная новизна. Разработана классификация почвообрабатывающих рабочих органов луковицеуборочных машин для среза и удаления слоя почвы с надземной растительностью. Выявлено влияние агротехнических способов (на ровной поверхности и гребнях) выращивания посадочного материала тюльпанов на работу
луковицеуборочных машин. Получены ' новые данные о физико-механических свойствах тюльпанов и их размерно-массовых характеристиках в период уборки урожая луковиц. Выявлены и уточнены оптимальные условия для эффективного применения Катковых комкоразру-шающнх механизмов в технологическом процессе машинной уборки луковиц цветочных культур. Разработана конструктивно-технологическая схема и обоснованы основные параметры и режимы работы комбинированных почвообрабатывающих рабочих органов для луковицеуборочных машин, состоящие из активных профилирующих и пассивных комкораз-рушающих рабочих органов.
Технические решения использованные в данной работе защищены авторскими свидетельствами на изобретения № 934966 и 1209071.
Практическая ценность. Выявлены основные причины низкой работоспособности существующих машин при уборке луковиц тюльпанов в почвенно-климатических условиях Северо-Кавказского региона РФ. Установлено, что наряду с качественной обработкой средне- и тяжелосуглинистых по механическому составу почв, гребневой способ выращивания луковиц тюльпанов, по сравнению с традиционным (на ровной поверхности), позволяет создать наиболее благоприятные условия для проведения всех механизированных технологических операций, и в первую очередь, для уборки луковиц.
Изготовлена и испытана лабораторно-полевая экспериментальная установка с разработанными почвообрабатывающими рабочими органами, позволяющая производить уборку луковиц тюльпанов с соблюдением агротребований при работе на средне- и тяжелосуглинистых почвах. Установлена ее повышенная производительность и эффективность применения. Результаты исследований положены в основу разработки новых луковицеуборочных машин и внедрения технологии комбайновой уборки луковиц цветочных культур в почвенно-климатических условіих Северного Кавказа.
Реализация результатов исследований. Материалы исследований используются во ВНИИ Ц и СК для совершенствования конструкций серийно выпускаемых машин и в процессе разработки опытных образцов новых машин для возделывания и уборки луковичных цветочных культур. На их основе подготовлена необходимая документация для включения данных машин (впервые) в "Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства".
По заказам цветоводческих фирм и хозяйств страны, а также стран СНГ и Болгарии изготовлено 27 комплектов сменных рабочих органов к машинам для посадки луковичных цветочных культур гребневым способом и 38 машин для уборки луковиц цветочных культур, оснащенных
профилирующими и Катковыми рабочими органами (в том числе лукови-цекопателей МВЛ-04, МВЛ-06 и МВЛ-08 - 31 шт., комбайнов КУЛ-01, КУЛ-02 и КУЛ-04 - 7 шт.).
Результаты исследований были использованы при разработке и издании рекомендаций по промышленной технологии выращивания посадочного материала тюльпанов и нарциссов в южных районах страны.
Апробация работы. Основные положения, содержащиеся в диссертационной работе, в течение 1981-2000 гг. доложены: на заседаниях Ученого совета НИИГС и Ц (1981-1986 гг), ВНИИЦ и ГС (1986-1992 гг), ВНИИЦ и СК (1992-2000 гг); на конференциях молодых ученых и специалистов "Молодежь, наука и техника" (Нальчик, 1981 г), "Ускорение научно-технического прогресса в цветоводстве и горном садоводстве" (Сочи, 1988 г); на научно-технических конференциях и семинарах -совещаниях "Пути интенсификации промышленного цветоводства" (Сочи, 1981 г), "Механизация основных процессов в промышленном цветоводстве" (Москва, 1981 г), "Внедрение передовых технологий при выращивании посадочного материала и цветов на срез" (Москва, 1984 г), "Передовой опыт механизации процессов выращивания цветочной продукции открытого грунта" (Москва, 1984 г), "Производство цветов - высокодоходная отрасль" (Москва, 1985 г), "Использование инженерно-технических средств для повышения интенсификации промышленного цветоводства" (Москва, 1986 г), "Эффективность внедрения достижений науки и передового опыта при выращивании посадочного материала луковичных цветочных культур" (Симферополь, 1987 г); на выездном заседании секции чая, субтропических и цветочных декоративных культур Россельхозакадемии (Сочи, 1992 г); на международной научно - практической конференции " Экологически безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве XXI века " (Владикавказ , 2000 г).
Разработки по материалам диссертации отмечены медалями ВДНХ: серебряной - за разработку конструкции машины для уборки луковиц цветочных культур с новыми рабочими органами (1984 г), бронзовой - за внедрение луковицеуборочных машин в производство (1985 г) и грамотой международной выставки-ярмарки "ЕХРО-85" - за разработку комбайна для уборки луковиц цветочных культур (Пловдив, Болгария).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе 2 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Она содержит 225 страницы, в т.ч. 150 страниц основного текста, 12 таблиц, 63 рисунка, список использованной литературы (154 наименования, в т.ч. 15 на иностранных языках), 26 приложений.