Vestnik of Kazan State Agrarian UniversityVestnik of Kazan State Agrarian UniversityВестник Казанского государственного аграрного университета2073-04622222310.12737/article_5b350696580256.71794175Технические наукиТехнические наукиIMPLEMENTATION OF THE METHOD FOR DETERMINING AND PROCESSING OF DATA ON THE PARAMETERS OF THE SUBSTRATE SURFACE OF AGROLLDSHIPS OF SLOPE LANDРЕАЛИЗАЦИЯ СПОСОБА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПО ПАРАМЕТРАМ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АГРОЛАНДШАФТОВ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬСамуиловФеофан ДмитриевичSamuilovFeofan Дмитриевич
Казанский государственный аграрный университетKazan State Agrarian UniversityЧувашская государственная сельскохозяйственная академияChuvash State Agrocultural AcademyЧебоксарский техникум строительства и городского хозяйстваРоссияЧебоксарский техникум строительства и городского хозяйстваRussian FederationМарийский государственный аграрный университетРоссияMari State UniversityRussian FederationКостромская государтвенная сельскохозяйственная академияKostroma State Agricultural AcademyЧувашский государственный аграрный университетЧувашияРоссияChuvash State Agrarian UniversityChuvashRussian FederationЧувашский государственный аграрный университетРоссияChuvash State Agrarian UniversityRussian Federation1328185https://zh-szf.ru/en/nauka/article/22223/view
В статье рассматриваются методы исследования подстилающей поверхности агроландшафтов склоновых земель - локальные и интегральные: контактные и бесконтактные. Каждая группа в свою очередь включает визуальный, оптический и механический подход. Для проведения экспериментальных исследований на склоновых землях разработаны способ определения среднего уклона, шероховатости и волнистости элементарной площадки в полевых условиях и профилографы для его осуществления. Использование метода скользящего среднего позволяет разбить данные на составляющие и выделить на общем фоне средний уклон поверхности, случайно расположенные неровности, шероховатость поверхности и технологические борозды – волнистость поверхности. С целью автоматизации процесса определения этих параметров разработана программа, позволяющая непосредственно проводить расчет и выводить информацию на экран монитора. Полевые исследования с применением профилографа с бесконтактным профилографом были проведены на разных агрофонах, в том числе исследовался участок поля, расположенный на сложном склоне, после зяблевой обработки почвы дискатором БДМ-3х4П в Моргаушском районе Чувашской Республики. После обработки данных средний уклон элементарной площадки для определенной точки поля составил 0,06 или 3,44о. Направление основной обработки почвы определялось по углу отклонения технологических борозд от направления склона, который составил 93,60. Полученные данные представлены в электронной таблице Excel в виде зависимости двух параметров: угла поворота и высоты профиля поверхности почвы, в виде развертки. Далее, используя метод скользящего среднего для участка поля с дискованием почвы, определили средний уклон поверхности – 3,440, шероховатость поверхности почвы составила 3,54 мм, а волнистость (изборожденность) поверхности почвы – 7,94 см.
The scientific article considers methods for studying the underlying surface of agro landscapes of slope lands - local and integral: contact and non-contact. Each group in turn includes a visual, optical and mechanical approach. For carrying out experimental studies on sloping lands, a method has been developed for determining the average slope, roughness and waviness of an elementary site in the field, and profilographs for its implementation. Using the moving average method, it is possible to break the data into components and isolate, on a general background, the average surface slope, randomly distributed irregularities, surface roughness and technological furrows with a corrugation of the surface. In order to automate the process of determining these parameters, a program has been developed that allows you to directly calculate and display information on the monitor screen. Field studies using a profiler with contactless profilograph were conducted on different soil fertility, including the examination of the field station, located on the slope of the complex after the pre-winter tillage BDM-3x4P in Morgaushskiy District of the Chuvash Republic. After data processing, the average slope of the elementary area for a certain point of the field was 0.06 or 3.440. The direction of the main soil cultivation was determined from the angle of deviation of the technological grooves from the direction of the slope, which amounted to 93.60. The data obtained are presented in the Excel spreadsheet as a relationship between two parameters: the angle of rotation and the height of the surface profile of the soil, in the form of a sweep. Further, using the moving average method for the field section with soil disking, the average slope of the surface was determined to be 3.440, the surface roughness was 3.54 mm, and the waviness (soreness) of the soil surface was 7.94 cm.
Вопросам поверхностного задержания стока уделялось значительное внимание, поскольку, решая их, возможно активно управлять процессами стокообразования и эрозии почв при внедрении и контроле противоэрозионных технологий на склоновых агроландшафтах [2]. В нашей стране и за рубежом разработано множество подходов к оценке противоэрозионных технологий, однако не все из них соответствуют действительности происходящих процессов [6,12,14]. Наблюдаемое несоответствие вероятнее всего объясняется недостаточным учетом параметров почвы и методов их определения. Эти параметры на склоновых агроландшафтах меняются существенно, и гидравлика склонового стока имеет свои принципиальные особенности [9,11,13] по сравнению, например, с речными процессами, таким образом, возникают определенные затруднения научного, методического и технического плана.Методы исследования шероховатости поверхности можно разделять на локальные и интегральные [10]. Рассматривая локальные и интегральные способы изучения интерференции или светового сечения. Относится к количественным методам оценки шероховатости поверхности.3. Механический. На специальных приборах, профилометрах или профилографах, с помощью щупа и каретки воспроизводят профиль поверхности. Шероховатость определяют по шкале прибора, цифровому табло или по профилограмме, записанной на ленте (по любому критерию). Относится к количественным методам оценки шероховатости поверхности. К данному способу относиться и гидравлический подход, реализованный в работах авторов [5,7].
Алексеев, Е. П. Повышение качества подпочвенного разбросного посева / Е. П. Алексеев, С. А. Васильев, В. И. Максимов // Теоретический и научно-практический журнал «Механизация и электрификация сельского хозяйства». - 2011. - №12. - С. 8-9.Alekseev E.P. Improvement of the quality of subsoil scattered sowing. [Povyshenie kachestva podpochvennogo razbrosnogo poseva]. / E.P. Alekseev, S.A. Vasilev, V. I. Maksimov // Teoreticheskiy i nauchno-prakticheskiy zhurnal “Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya selskogo khozyaystva”. - Theoretical-scientific and practical journal “Mechanization and electrification of agriculture”. - 2011. - №12. - P. 8-9.Васильев, С. А. Гидравлическая шероховатость склоновых агроландшафтов / С. А. Васильев, И. И. Максимов, В. И. Максимов. - Чебоксары : «Новое Время», 2014. - 210 с. - ISBN 978-5-4246-0257-3.Vasilev S. A. Gidravlicheskaya sherokhovatost sklonovykh agrolandshaftov. [Hydraulic roughness of slope agrolandscapes]. / S.A. Vasilev, I.I. Maksimov, V.I. Maksimov // Cheboksary: “Novoye Vremya”, 2014. -P. 210. - ISBN 978-5-4246-0257-3.Васильев, С. А. Математическая модель для прогноза эрозионных процессов на склоновых агроландшафтах / С. А. Васильев // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2015. - № 9. - С.96-100.Vasilev S. A. Mathematical model for prediction of erosion processes on slope agrolandscapes. [Matematicheskaya model dlya prognoza erozionnykh protsessov na sklonovykh agrolandshaftakh]. / S.A. Vasilev // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. - The herald of Orenburg State University. - 2015. - №9. - P. 96-100.Васильев, С. А. Методика и устройство для профилирования поверхности почвы и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях / С. А. Васильев, И. И. Максимов, В. В. Алексеев // Вестник АПК Ставрополья. - 2015. - № 3. - С. 22-26.Vasilev S. A. Technique and device for profiling the soil surface and determining the direction of flow of atmospheric precipitation in the field conditions. [Metodika i ustroystvo dlya profilirovaniya poverkhnosti pochvy i opredeleniya napravleniya stoka atmosfernykh osadkov v polevykh usloviyakh]. / S.A. Vasilev, I. I. Maksimov, V. V. Alekseev // Vestnik APK Stavropolya. - The Herald of Agroindustrial complex of Stavropol. - 2015. - № 3. - P. 22-26.Васильев, С. А. Определение эквивалентной шероховатости стокоформирующей поверхности для оценки противоэрозионных мероприятий на склоновых землях / С. А. Васильев, И. И. Максимов, В. В. Алексеев // Теоретический и научно-практический журнал «Мелиорация и водное хозяйство». - 2014. - №4. - С. 32-34.Vasilev S. A. Determination of the equivalent roughness of flow-forming surface for the evaluation of erosion control measures on sloping lands. [Opredelenie ekvivalentnoy sherokhovatosti stokoformiruyuschey poverkhnosti dlya otsenki protivoerozionnykh meropriyatiy na sklonovykh zemlyakh]. / S.A. Vasilev, I.I. Maksimov, V.V. Alekseev // Teoreticheskiy i nauchno-prakticheskiy zhurnal “Melioratsiya i vodnoye khozyaystvo”. - Theoretical-scientific and practical journal “Melioration and water economy”. - 2014. - №4. - P. 32-34.Васильев, С. А. Разработка метода и профилографа для оценки мелиоративных технологий на склоновых агроландшафтах / С. А. Васильев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2016. - № 3(43). - C.220-226.Vasilev S. A. Development of a method and a profilograph for evaluation of reclamation technologies on slope agrolandscapes [Razrabotka metoda i profilografa dlya otsenki meliorativnykh tekhnologiy na sklonovykh agrolandshaftakh]. / S. A. Vasilev // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professionalnoe obrazovanie. - Proceedings of Nizhnevolzhsk agricultural university: science and higher vocational education. - 2016. - № 3(43). - P. 220-226.Васильев, С. А. Теоретические предпосылки аналитического определения смоченного периметра стокоформирующей поверхности / С. А. Васильев, А. Ю. Пагунов // Вестник Чувашского государственного педагогического университета имени И. Я.Яковлева. Серия «Естественные и технические науки». - 2012. - № 4. - С. 47-50.Vasilev S. A. Theoretical prerequisites for the analytical determination of the wetted perimeter of flow-forming surface. [Teoreticheskie predposylki analiticheskogo opredeleniya smochennogo perimetra stokoformiruyuschey poverkhnosti]. / S. A. Vasil'yev, A. YU. Pagunov // Vestnik Chuvashskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta imeni I.Ya. Yakovleva. Seriya “Estestvennye i tekhnicheskie nauki”. -The Herald of Chuvash State Pedagogical University named after I.Ya. Yakovlev. Series “Natural and technical sciences”. - 2012. - № 4. - P. 47-50.Васильев, С. А. Энергетический подход для построения гидродинамической характеристики водного потока на склоновом агроландшафте / С. А. Васильев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса : наука и высшее профессиональное образование. - 2015. - № 4 - С. 194-200.Vasilev S. A. The energy approach for constructing the hydrodynamic characteristics of the water flow on the slope agrolandscape. [Energeticheskiy podkhod dlya postroeniya gidrodinamicheskoy kharakteristiki vodnogo potoka na sklonovom agrolandshafte]. / S. A. Vasilev // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professionalnoe obrazovanie. - Proceedings of Nizhnevolzhsk agricultural university: science and higher vocational education. - 2015. - № 4 - P. 194-200.Дмитриев, А. Н. Результаты почвенно-мелиоративных исследований при реконструкции межхозяйственной оросительной системы «Дружба» Чувашской Республики / А. Н. Дмитриев, С. А. Васильев, В. В. Алексеев, И. И. Максимов // Теоретический и научно-практический журнал «Мелиорация и водное хозяйство». - 2016.- № 2. - С. 17-21.Dmitriev A. N. Results of soil-meliorative studies in the reconstruction of the inter-farm irrigation system “Druzhba” of the Chuvash Republic. [Rezultaty pochvenno-meliorativnykh issledovaniy pri rekonstruktsii mezhkhozyaystvennoy orositelnoy sistemy “Druzhba” Chuvashskoy Respubliki]. / A. N. Dmitriev, S. A. Vasilev, V. V. Alekseev, I. I. Maksimov // Teoreticheskiy i nauchno-prakticheskiy zhurnal “Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo”. - Theoretical and scientific -practical lournal “Melioration and Water Management”. - 2016.- № 2. - P. 17-21.Егоров, И. Е. Полевые методы изучения почвенной эрозии / И. Е. Егоров // Вестник удмуртского университета. - 2009. - Вып. 1. - С.157-170.Egorov I. E. Field methods for studying soil rrosion. [Polevye metody izucheniya pochvennoy erozii]. / I. E. Egorov // Vestnik udmurtskogo universiteta. - The Herald of Udmurt University. - 2009. - Issue 1. - P. 157-170.Максимов, И. И. Моделирование развития русла в подстилающей поверхности склоновых агроландшафтов / И. И. Максимов, В. И. Максимов, С. А. Васильев, В. В. Алексеев // Почвоведение. - 2016. - № 4. - С. 514-519.Maksimov I. I. Modeling the development of the channel in the underlying surface of slope agrolandscapes. [Modelirovanie razvitiya rusla v podstilayuschey poverkhnosti sklonovykh agrolandshaftov]. / I. I. Maksimov, V. I. Maksimov, S. A. Vasil'yev, V. V. Alekseyev // Pochvovedenie. - Soil science. - 2016. - №4. - P. 514-519.Сафин Р.И. Ресурсное обеспечение системы земледелия Республики Татарстан / Д.И. Файзрахманов, А.Р. Валиев, Р.И. Сафин//Система земледелия Республики Татарстан. Инновации на базе традиций. Ч. 1. Общие аспекты земледелия. -Казань: Центр инновационных технологий, 2013. -С. 18-30.Safin R.I. Resource providing system of agriculture of the Republic of Tatarstan [Resursnoe obespechenie sistemyi zemledeliya Respubliki Tatarstan ]. / D.I. Fayzrakhmanov, A.R. Valiyev, R.I. Safin//System of agriculture of the Republic of Tatarstan. Innovations on the basis of traditions. P.1. General aspects of agriculture. [Sistema zemledeliya Respubliki Tatarstan. Innovatsii na baze traditsiy. Ch. 1. Obschie aspektyi zemledeliya]. - Kazan: Center of innovative technologies, 2013. - Page 18-30.Garcıia, M. R. Shadow analysis of soil surface roughness compared to thechain set method and direct measurement of micro-relief / M. R. Garcia // Biogeosciences. - 2010. - № 7. - P. 2477-2487.Garcıia, M. R. Shadow analysis of soil surface roughness compared to thechain set method and direct measurement of micro-relief / M. R. Garcia // Biogeosciences. - 2010. - № 7. - P. 2477-2487.Maksimov I. I., Maksimov V. I., Vasilev S. A., Alekseev V. V. Simulation of Channel Development on the Surface of Agrolandscapes on Slopes. Eurasian Soil Science, 2016. Vol. 49, №. 4, pp. 475-480. ISSN 1064-2293Maksimov I. I., Maksimov V. I., Vasilev S. A., Alekseev V. V. Simulation of Channel Development on the Surface of Agrolandscapes on Slopes. Eurasian Soil Science, 2016. Vol. 49, №. 4, pp. 475-480. ISSN 1064-2293Saleh, A. Soil roughness measurement : chain method / A. Saleh // J. Soil Water Conserv. - 1993. - № 48. - Р. 527-529.Saleh, A. Soil roughness measurement : chain method / A. Saleh // J. Soil Water Conserv. - 1993. - № 48. - P. 527-529.