Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
GRNTI 55.57 Тракторное и сельскохозяйственное машиностроение
In the soil protection system of agriculture, soil-free tillage plays a decisive role in preventing the wind and water erosion development, in the regulation of its physical, chemical and biological properties, contributing to a more complete use of soil and climate resources for obtaining higher and more stable crop yields. The design of the unit, which operates with a pulsed impact of the compressed air flow, is developed, at which, upon the command of the control system, automatic operation of the pneumatic solenoid valves ensures the supply of compressed air from the high-pressure balloon through the microcircuits to the pneumatic tubes. Streams of compressed air are sent to the ground, where a “micro-explosive” air local impact on the soil and its loosening occurs. The technical and technological parameters of the device operation are determined. The unit, in one pass, cleaves the soil in a vertical plane to the installation depth, destroys the soil layer with pulsating blows of compressed air, loosening and leveling the surface.
aggregate, compressed air, splitter, pneumotube, needle grinder, harrow.
Рациональный выбор способа и глубины обработки почвы в каждом поле севооборота с учетом почвенно-климатических особенностей – важный резерв повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Разработка и усовершенствование системы обработки почвы применительно к ее механическому составу, химическим свойствам и требованиям культур – первостепенная задача земледелия. Природные условия в разных климатических зонах различны. Поэтому система обработки почвы имеет также зональные особенности. Выбор системы ведения хозяйства в растениеводстве в конечном итоге определяется урожайностью и качественными характеристиками получаемой продукции [1-3].
Условия, материалы и методы исследований. Традиционная система земледелия с широкими возможностями удобрения почвы имеет много положительных качеств, от которых пока не все сельскохозяйственные предприятия разных форм собственности могут отказаться. Однако, в долгосрочной перспективе, более рациональным и выгодным способом эксплуатации земельных угодий являются различные системы безотвальной обработки почвы («Strip - till», «No - till» и др.), которые предполагают минимальное механическое воздействие на почву при её обработке. В таких условиях для рационального и эффективного земледелия, в том числе и для посева, нужна соответствующая подходящая техника, которая способна за один проход решить несколько задач: разрезание остатков растений, расположение семян на нужном расстоянии и на заданную глубину, добавление туков, заделывание семян слоем пожнивных остатков, что способствует лучшему сохранению влаги. При этом предполагается, что для борьбы с сорняками в рамках этих технологий обязательно должны использоваться качественные гербициды сплошного действия одновременно с посевом [4-5].
В последнее десятилетие многие ведущие страны мира существенно сократили производство плугов, и перешли на минимальную безотвальную поверхностную обработку почвы на глубину до 5–7см, а также на возделывание сельскохозяйственных культур без механической обработки почвы. Среди причин роста популярности методов нетрадиционной обработки плодородного, поверхностного слоя земли являются экономические преимущества, позволяющие при меньших материальных и физических затратах получать больше прибыли при одновременном повышении плодородия почвы [6-8], а также усиливающаяся эрозия почвы при традиционной системе земледелия [9,10].
Анализ и обсуждение результатов исследований. Разработанный агрегат для обработки почвы пульсирующим сжатым воздухом на рисунке 1 содержит три секции, первая 1 и третья 2 из которых складывающиеся, вторая 3 секция – базовая – выполнена со сницей 4, опорными 5 и транспортными 6 колесами и баллоном 7 сжатого воздуха. Каждая секция 1, 2 и 3 выполнена в виде двух рам, передние 8 из которых – с шестью, а задняя рама второй секции с семью щелевателями 9 (рисунок 2), выполненными со встроенными в них пневмотрубками 10 с четырьмя наконечниками 11 с каждой из трех сторон, кроме передней, установленными с возможностью чередования импульсного действия сжатого воздуха и изменения глубины обработки почвы. Наконечники 11 направлены параллельно горизонтальной поверхности, одни в противоположную сторону движения агрегата, другие перпендикулярно ему с двух сторон щелевателя 9 и со
сдвигом по вертикали, при этом щелеватели 9 шарнирно закреплены на раме с возможностью смещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. На задних рамах 12 секций 1, 2 и 3 на кронштейнах закреплены игольчатый измельчитель 13 и зубовая борона 14 с рабочей глубиной меньшей глубины импульсного действия сжатого воздуха. Ширина захвата измельчителя 13 и бороны 14 второй секции, с учетом перекрытия, больше ширины захвата первой и третьей секции на 4 - 6 см. Диаметр и длина пневмотрубок 10, по крайней мере, не больше ширины и длины щелевателя 9.
Наличие щелевателей 9 на задней раме второй секции обусловлено тем, что ширина рам второй секции больше ширины рам первой и третьей секций. Чтобы выдержать установленное расстояние между щелевателями 9, необходимо было бы разместить на передней раме 8 второй секции большее количество шелевателей 9, но это не возможно из-за особенности конструкции второй секции, поскольку на ней размещены дополнительные узлы агрегата как на базовой секции. Поэтому на передней раме 8 размещены те же шесть щелевателей 9, что и на первой и третьей секциях, а чтобы сохранить установленное расстояние между ними на задней раме второй секции 12 установлено семь щелевателей 9, т.е. по центру между щелевателями 9 передней рамы 8.
Таким образом, на передних рамах 8 трех секций размещаются по 6 щелевателей, а на задней – второй секции семь. Установленное расстояние между щелевателями 9 выдержано, кроме того, крайние щелеватели 9 задней рамы 12 перекрывают мертвые зоны на стыке передних рам 8.
Ширина перекрытия 4 – 6 см выбрана с учетом того, что при большей ширине появляется вероятность образования свальных гребней, а при меньшей – появления необработанной полосы.
1. Izmaylov A.Yu. Lobachevskiy Ya.P. The system of machines and technologies for integrated mechanization and automation of agricultural production for the period up to 2020. [Sistema mashin i tekhnologiy dlya kompleksnoy mekhanizatsii i avtomatizatsii selskokhozyaystvennogo proizvodstva na period do 2020 goda]. // Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. - Agricultural machines and technologies. - 13. - №6. - P. - 6-10.
2. Izmaylov A.Yu., Shogenov Yu.Kh. Intensive machine technologies and new generation technology for the production of major groups of agricultural products. [Intensivnye mashinnye tekhnologii i tekhnika novogo pokoleniya dlya proizvodstva osnovnykh grupp selskokhozyaystvennoy produktsii]. // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. - Engineering and equipment for the village. 2017. № 7(241). P. 2-6.
3. Lachuga Yu.F., Shogenov Yu.Kh., Akhalaya B.Kh. A new design of the dosing system of a pneumatic seeder. [Novaya konstruktsiya doziruyuschey sistemy pnevmaticheskogo vysevayuschego apparata]. // Rossiyskaya selskokhozyaystvennaya nauka. - Russian Agricultural Science. 2018. № 3. P. 51-53. ISSN 2500-2627.
4. Lobachevskiy Ya.P. Current state and tendencies of development of soil-cultivating machines. [Sovremennoe sostoyanie i tendentsii razvitiya pochvoobrabatyvayuschikh mashin]. / Ya.P. Lobachevskiy, Kolchina L.M. -M.: FGNU “Rosinformagrotekh”, -2005. - P. 116.
5. Akhalaya B.Kh., Shogenov Yu.Kh. Mechanization and automation of working processes of tillage and sowing. [Mekhanizatsiya i avtomatizatsiya rabochikh protsessov obrabotki pochvy i poseva]. // Rossiyskaya selskokhozyaystvennaya nauka. - Russian Agricultural Science. 2017. № 2. - P. 88-91.
6. Andreas Gattinger, Julia Jawtusch, Adrian Muller, Paul Mäder. No-till agriculture - a climate smart solution? // Published by: BischöflichesHilfswerkMisereore.V. Mozartstraße 9, 52064 Aachen, Germany, 2011, 24 pp. (www.misereor.de, www.misereor.org).
7. Owenya M., Mariki W., Stewart A., Friedrich T., Kienzle J., Kassam A., ShettoR. &Mkomwa S. 2012 Conservation Agriculture and Sustainable Crop Intensification in Karatu District, Tanzania, Integrated Crop Management 15-2012, FAO, Rome. 53 pp.
8. Vlasenko A.N., Vlasenko N.G. Effektivnost No-Till tekhnologii na chernozomnykh pochvakh Severnoy lesostepi Zapadnoy Sibiri. // V knige: Agrarnaya nauka - selskomu khozyaystvu / sbornik statey: v 3 knigakh. [Efficiency of No-Till technology on chernozem soils of the Northern forest-steppe of Western Siberia. // In the book: Agrarian Science for Agriculture / collection of articles: in 3 books]. Altai State Agrarian University. 2016. P. 12-14.
9. Katkov P.I., Akhalaya B.Kh. Analysis of the construction of combined plows. [Analiz konstruktsiy kombinirovannykh plugov]. // Tekhnika v selskom khozyaystv. - Engineering in agriculture. - №6 - 2006. - P. 32-34.
10. Dorozhko G.R., Vlasova O.I., Shabaldas O.G., Zelenskaya T.G. Influence of a long application of direct seeding on the main agrophysical factors of soil fertility and the yield of winter wheat in conditions of the arid zone. [Vliyanie dlitelnogo primeneniya pryamogo poseva na osnovnye agrofizicheskie faktory plodorodiya pochvy i urozhay ozimoy pshenitsy v usloviyakh zasushlivoy zony]. // Zemledelie. - Agriculture. 2017. №7. P. 7-9.
