Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Сохранение и повышение естественного шодородия почв как базы интенсификации земледелия и увеличения объемов произ-юдства экологически чистой продукции достигается, прежде всего, улучшением их эгроэкологических свойств. Основой такого улучшения широко распространенных в 'еспубликё Беларусь мало устойчивых, легко деградируемых, с мелким гумусовым слоем jepHOBo-подзолистых и мелкозалежных торфяных почв, в том числе и загрязненных радиоактивными веществами, является система отвальной обработки, включающая и :пециэльные приемы.
Основная обработка почвы должна улучшать ее качество и быть адаптированной ; агроландшафтным условиям, уменьшать уровень загрязнения пахотного слоя и накоп-іение радионуклидов в растениях, изменять вид почвенного профиля и создавать усло-!ия техногенного ускоренного формирования новой или коренного улучшения исходной ючвы. Однако современная система почвообработки построена, как правило, на зэгом-юй вспашке, не в полной мере удовлетворяющей требованиям интенсивного земледе-1ия, Перспективные приемы почвообработки (ярусная мелиоративная вспашка почв с дапым гумусовым горизонтом, в том числе на загрязненных землях, глубокая мелиора-ивная вспашка мелкоэале.-кных торфяников, гладкая вспашка и другие) применяются іграниченно из-за отсутствия до настоящего времени эффективных специальных :редств механизации. Серийно выпускаемые в странах СНГ плуги эту задачу не решают.
Поэтому проблема совершенствования технологических процессов И создания ;пёциальных средств механизации для улучшения агроэкопогических свойств почвы в юспублике является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение
Связь работы с крупными научными программами. Работа выполнена в со-ітветствии с Республиканской научно-технической программой фундаментальных и ірикладньїх исследований по приоритетным направлениям развития агропромышленного омплекса Республики Беларусь на 1991-1995 годы ("Агрокомплекс"), утвержденной Сомиссией по вопросам научно-технического прогресса Президиума Совета Министров 'еспублики Беларусь 16 октября 1991 г., протокол №13/76.
Цель и задачи исследований. Цель исследования - повышение продуктивности :ельскохозяйственных угодий путем улучшения агроэкопогических свойств поча на основе издания и применения специальных отвальных плугов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: обос-ювать технологические приемы улучшения агроэкопогических свойств основных типов ючв Республики Беларусь и требуемые для их реализации технические средства; разработать научные положения и исходные требования к глубокой двухъярусной вспашке іадиоактивно загрязненных почв с малым гумусовым горизонтом без оборота пласта порот яруса, обосновать параметры плужных корпусов и специального плуга, режимы то работы; разработать теоретические основы глубокой мелиоративной вспашки мепко-алежных, в том числе и загрязненных радионуклидами, торфяных почв с обоснованием іараметров. рабочих органов, конструкции и режимов работы двухъярусного плуга;
разработать поворотный плуг для гладкой вспашки; разработать рекомендации по вершенствованию систем обработки почвы в республике и определить эффективно выполненных исследований
Объект и предмет исследования. Объект исследования - технологические п цессы основной обработки почвы и ее специальных приемов, технические средства, па метры и режимы их работы. Предмет исследования - методы обоснования параметрої режимов работы плугов, проектирование их конструкций
Методология и методы проведенного исследования. Разработка выполни на основе принципов системного подхода с использованием методов теоретическс экспериментального и экспериментально-теоретического исследований SKcnepnwev планировались и осуществлялись путем проведения лабораторно-полеаых опытов, резу таты которых обрабатывались статистичаскимм.методами
Научная новизна и значимость полученных результатов Впервые обосі ван технологический процесс глубокой двухъярусной вспашки почв с малым гумусов слоем, отличающийся перемещением верхней части пласта тонкой прослойкой на ^ борозды; а нижней - поверх еа без оборота, на его основе разработаны технолої рекультивации поверхностно радиоактивно загрязненных лугопастбищных угодий конструкция специального плуга, обоснованы параметры и режимы его работы; вперв разработаны агротехнические приемы и обоснована двухъярусная схема глубок (до 100 см) энергосберегающей мелиоративной вспашки мелкозалежных торфяникої разделением пласта по ярусам (торф - песок), обоснованы параметры отвальных і верхностей плужных корпусов обоих ярусов обеспечивающих наклонно-слоистое расі ложение пластов торфа и песка по профилю пашни, получена зависимость тягові сопротивления двухъярусного плуга от технологических режимов вспашки; разрабої алгоритм проектирования лемешно-отвальной поверхности пассивного симметричні плужного корпуса для гладкой вспашки, экспериментально обоснованы силовые и киї матические параметры объемно-упругой его подвески, составлена математичеа модель поворотного плуга при жестком креплении корпусов к поворотной балке и обос ваны рациональные режимы его работы.
Совокупность сформулированных и обоснованных в диссертационной работе і умных положений является вкладом в развитие теории плуга и перспективного направ) ния механизации агроэколэгической почвообрэботки
Новизна разработанных технологических приемов и технических решеї-защищена 8 охранными документами патентных ведомств бывшего СССР. Российа Федерации и Республики Беларусь
Практическая (экономическая) значимость полученных результат' Практическим результатом разработки проблемы явилось создание на основе вьіполні ньіх исследований трех типов специальных плугов (для первичной вспашки загрязнені-почв с малым гумусовым слоем, для мелиоративной вспашки мелкозалежных торфи' ков и для гладкой вспалжи старопахотных минеральных почв), которые прошли прием мь« испытания и применчютсо is сельскохозяйственном производстве Основные резу
ты работы нашли отражение в книге "Системы ведения сельского хозяйства Республи-Белэрусь" (Минск: БелНИИЭИ АПК, 1996 -252 с.) и Концепции развития механизации автоматизации сельскохозяйственного производства Республики Беларусь на период ) 2000 года, одобренной Коллегией Минсельхозпрода Республики Беларусь (Постанов-іние Коллегии №22 от 29 05.96).
Специальные плуги ПСН-4-40 (80 штук), изготовленные ПО "Алтайсеяьмаш" Рубцовск) использовались в 1990-1992 гг. при перезалужении поверхностно ээгряз-)нных лугов и пастбищ в хозяйствах Брянской и Гомельской областей; плуги для глад-й пахоты ПНГ-4-45 и ПНГ-3-43 применяются в хозяйствах республики; двухъярусный іугПТН-0.9 включен в Систему машинна 1986-1995 гг. (Мелиорация; ЧІП, П.М4.3.34).
Суммарный' ежегодный экономический эффект от освоения трех моделей плугов ІСН-4-40А, ПТН-0,9 и ПНГ-3-43) а объеме их минимальной потребности Для республики ютавит 1390 млрд руб. (на 01.01.1998 г.), экономия ресуосов - 267 тыс.чел.-ч живого іуда. 4,6 тыс.т горючего и 570 т металла.
Работа автора по созданию и освоению в производстве плугов специального на-іачения отмечена бронзовой медалью ВДНХ СССР и дипломом Белорусского республи-інского совета ВОИР,
Материалы исследований включены в справочники и другую научно-техническую лигатуру по механизации сельскохозяйственного производства, используются научно-;следовательскими й проектными институтами, СКБ промышленности. По теме диссерта-іи снято 4 научно-популярных кино- и видеофильмов с участием в работе над ними автора.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту. В диссертации юаналиэированы. научно обоснованы и выносятся на защиту следующие положения:
1. Системный подход к совершенствованию почвообработки на базе специальных
ідов вспашки и технических средств для их реализации с использованием новых рабо-
1х органов пассивного лемешно-отвапьного типа, отличающийся тем, Что:
разработка и освоение в современном земледелии нового поколения плугов с ;обой спецификой назначения рассматриваются с единых позиций интенсификации земле-элия и агроэкологической направленности механизации основной обработки почвы;
актуальность и целесообразность нововведений и планирование их проектировали основаны на системном анализе технологических альтернатив и технических решений;
разработка и освоение в сельскохозяйственном производстве, семейства специальных тугов для улучшения агрозкологических свойств почвы рассматриваются! как единый непрерыв-,ій процесс с прямой и обратной связью от последующих этапов к предыдущим.
2. Экспериментально-теоретические разработки, к которым относятся результаты
хледования технологических процессов отвальной вспашки (глубокой - почв с радиоак-
івньїм загрязнением, глубокой мелиоративной - мелкозалежных торфяников, гладкой -
-аропахотных земель) специальными двухъярусными \лсимметричными, в том числе на
5ъемно-упругой подвеске,, плужными рабочими органами; обосноеания технологических
зраметров и режимов вспашки, форм лёмешно-отвальных поверхностей рабочих орга-
нов и методик их построения, модели структурно-функциональной связи плужных корпу сов и конструктивно-технологических схем новых плугов.
3. Научно-технические разработки, которые включают, результаты механико технологического обоснования использования нового семейства плугов специальной: назначения в качестве условия сохранения и устойчивого повышения плодородия почв t современном интенсивном земледелии, на основе которых предложены пути совершен ствования существующих и формирования новых систем основной обработки почвы базовые модели разработанных специальных плугов, которые могут рассматриваться ка> начало создания семейства плугов нового поколения в Республике Беларусь.
Личный вклад соискателя состоит в самостоятельном выполнении теоретических разработок, участии в проведении 'экспериментальных лабораторных и палевы* исследований, производственной проверке,, самостоятельной обработке и анализе полученных результатов, руководстве выполнением проблемы в цепом. В разработке некоторых положений диссертации принимали участие д-р техн. наук Р.Л.Турецкий, д-р с.-х. наук В.И.Белковский. к-ты техн. наук В.Л Василевский и А 3 Пилецкий, к-т с -х. наук НАМихневич, что полностью отражено в совместно опубликованных работах
Апробации результатов диссертации. Материалы исследований доложены и обсуждены на Всесоюзном научно-координационном совеа(ании по проблемам сельскохозяйственного производства на территориях, прилегающих к атомным электростанциям (Обнинск, 1987). Всесоюзной научно-практической и Международной научно-технической конференциях в УНИЙМЭСХ (Глеваха. 1988 и 199S), годичном собрании Западного регионального отделения ВАСХНИЛ (Таллин, 1989); научно-практическом семинаре руководящих работников АПК радиоактивно загрязненных районов РСФСР (Новозыбков, 1990); Республиканской научно-практической конференции по радиобиологии и радиоэкологии (Минск. 1990); координационном совещании секции ВАСХНИЛ по специальной системе машин и радиационным технологиям (Минск, 1991), научно-производственной конференции по механизации и электрификации процессов кормопроизводства Западной и Северо-Западной зон страны (Минск, 1991), Всесоюзной конференции по проблеме ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС в агропромышленном производстве (Обнинск, 1991); Международном семинаре-практикуме по агротехническим методам улучшения загрязненных радионуклидами почв (Минск. 1992); региональной научно-теоретической конференции по проблеме человек-техника (Минск. 1994); Международных конференциях в БепНИИМСХ (Минск. 1996. 1997) и Второй республиканской научно-технической конференции в БАТУ (Минск. 1996)
Опубликоеанность результатов. Основное содержание диссертации изложено в 3S печатных работах, в том числе монографии, вышедшей в издательстве "Ураджай". 24-х статьях, опубликованных в научных изданиях, из них 6 - в научных журналах. 6 - в научных сборниках, 8 - в описаниях изобретений к авторским свидетельствам и патентам, а также в 3 отдельных брошюрах и 8 тезисах Всесоюзных и Междуна-' родных конференций, семинаров и совещаний в. БелНИИМСХ БАТУ. УНИИМЭСХ и других НИИ Общее количество страниц опубликованных материалов - 432.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из оглавления, перечня условных обозначений, введения, общей характеристики, шести глав основной части, заключения, списка использованных литературных источников (224 наименования, из них 12 на иностранном языке) и 12 приложений. Работа изложена на 280 страницах машинописного текста, включает 105 рисунков и 29 таблиц,
