Исследование процесса и обоснование режимов работы щелереза-дренера в садах на террасах в условиях Кабардино-Балкарской Республики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Аслан Асад Аввад

• Аслан Асад Аввад
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Аслан Асад Аввад

RRFTTFHME

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ основных причин, условий развития и последствий водной эрозии на склоновых землях.

1.2. Обзор основных методов борьбы с водной эрозией на склоновых землях. Icj

1.3. Анализ конструкций террас и способов их размещения

НВ СКЛОНОВЫХ ЗвМЛЯХ «дв*»«хг*хз**а**>х*с*х*ахзх*дхсгаг***х i.

1.4. Анализ основных средств борьбы с водной эрозией на склоновых землях.

1.5. Выводы по главе, цель и задачи исследования.

ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЩЕЛЕРЕЗА-ДРЕНЕРА.

2.1. Природно-климатические условия проведения работ по щелевой обработке почвы в садах на террасах.

2.2. Обоснование рациональной глубины щелевания почвы

2.3. Теоретическое исследование процесса взаимодействия рабочего органа щелереза-дренера о почвой.

2.4. Обоснование рациональных параметров, режимов работы щелереза-дренера и рационального размещения террас

ЙЭ: О^яНОЙ© яахявяххсавлххахахдссжахвАзххдхзхяаххаххлсхвх&дх "^'--J г-г * '—J » В bl'l S О Д Ы ПО Т*' iii.c3r3B w* ■ ххалхвхахаххехааяаа.ахйхажхеаехаххгхАжалас О

ГЛАВА III. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ ЩЕЛЕРЕЗА-ДРЕНЕРА.

3.1. Программа экспериментального исследования.

3.2. Методика проведения экспериментального исследования.

3.2.1. Аппаратура, установки и приборы для проведения экспериментамнего исследования противозрозненной

3.2.2. Схема проведения экспериментальных исследований,.

3.2.3. Методика проведения экспериментов.

3.3. Методика обработки результатов экспериментального исследования щелереза-дренера.

3.3.1. Выбор типа модели и схемы ее планирования.

3.3.2. Порядок проведения статистического .анализа планов второго порядка.

3.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 1У. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

ЩЕЛЕРЕЗА-ДРЕНЕРА.

4.1. Реализация матрицы планирования..

4.2. Определение коэффициентов регрессии.

4.3. Оценка, значимости коэффициентов регрессии.

4.4. Проверка адекватности математической модели.

4.5. Проверка воспроизводимости математической модели.

4.6. Математическая модель поверхности отклика..

4.7. Анализ результатов экспериментального исследования по определению зависимости тягового сопротивления щелереза-дренера от его основных параметров.

4.8. Выводы по главе.

ГЛАВА У. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЩЕЛЕРЕЗА-ДРЕНЕРА И

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В САДАХ ид ТРРРДПАХ

I Ш Л. ' ■'» £ Гь ¡.хааааааааа»азхахаахаа»еаавх«хзхгхгааал*вах о. и

5.1. Влияние щелевания и дренажирования на почвы террасированных склонах садоводства.,.

5.2. Экономическая эффективность щелевой обработки на террасированных склонах садоводства.

5 в 3* выводы по x"1 лсуьс; * x "

ЛЙТРРАТУРА 1?!

А 4. П X и 1 П ааааавагаааадаааеаааагаааааааааааагааяаааааагагааава X .4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процесса и обоснование режимов работы щелереза-дренера в садах на террасах в условиях Кабардино-Балкарской Республики»

Эрозия и потеря влаги., как глобальные и локальные проблемы человечества., в экономическом и сельскохозяйственном плане довольно подробно изучены. Но методы борьбы с потерей влаги и с эрозией еще не совсем найдены, так как любой предлагаемый метод рассматривает е основном эти проблемы в отдельности, и не дает 100% результатов .

Водная эрозия почвы, потеря влаги и снижение водопроницаемости почвы., среди прочих проблем сельского хозяйства., являются самыми распространенными и наносят, пожалуй, самый значительный урон сельскому хозяйству.

Снижение урожайности культур и плодородия почвы б связи с эрозией, потерей влаги и уменьшением водопроницаемости почвы, наиболее ярко проявляются на склонах,

Щелевание в сочетании с дренажированием при нулевой обработке почвы, по нашему мнению, представляет собой перспективный метод борьбы с эрозией, потерей влаги и уплотненностью почвы. Настоящая работа является результатом трехлетних исследований, проведенных паи в течение 1998-1998 годов на территории Северо-Кавказского института горного и предгорного садоводства и в лабораториях Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии.

Суть метода заключается в том, чтобы устранить факторы, способствующие развитию- эрозии и потери влаги. Нулевая обработка почвы снижает степень уплотнения почвы в результате прохождения трактора. Суть нулевой обработки почвы - проведение как можно большего количества сельскохозяйственных работ при минимальном прохождении агрегатов по земле (комбинировать разнообразные рабочие органы в одном агрегате). Щелевание необходимо для того., чтобы разрыхлить почву на глубине промерзания, что предотвращает закупоривание почвенных пор и если щели нарезать по колее трактора, то это позволит устранить элементы уплотнения почвы в результате прохождения трактора. Таким образом., предотвращается овражная эрозия., которая оказывает разрушительное воздействие на почву и в перспективе серьезно подрывает проведение сельскохозяйственных работ на пораженном участке,

Дренажирование - один из главных способов сохранения влаги в слое почвы. Прокладывание дренажных каналов ускоряет оттаивание снежного покрова путем создания более удобной среды для теплообмена, Вода, которая будет накапливаться в дренажах, потом постепенно будет просачиваться в почву, обеспечивая постоянную увлажненность почвы за весь вегетационный период, Предполагается использование дренера с лыской, что позволит регулировать направление просачивание воды, расход дренажной воды будет направляться именно под корни деревьев,

Использование этих трех методов в комплексе позволяют утверждать, что воздействие уплотненности почвы, овражная эрозия, смыв почвы и потеря влаги, низкая продуктивность террас будут в значительной мере уменьшены. Кроме этого, увеличится производительность террас за счет сохранения влаги, питательных веществ в почве и предотвращения эрозионных процессов,

Настоящая работа посвящена разработке и обоснованию основных параметров и режимов работы щелереза-дренера по уходу за почвой в садах на склоновых землях Кабардино-Балкарской Республики,

Новым и выносимым на защиту являются:

- физическая и математическая модели ноеого щелереза-дренера машины по уходу еа почвой в садах на террасированных склонах;

- аналитические выражения для исследования процесса работы щелерееа-дренера;

- оптимальные параметры и режимы работы щелерееа-дренера.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Аслан Асад Аввад

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основании природно-климатических условий Кабардино-Балкарской республики, состояния террас в горном садоводстве, а также исследования процесса и режимов работы щелереза-дренера можно сделать следующие выводы:

1. После многократных проходов тракторных агрегатов по полотне террас на склонах образуется глубокая колея, которая становится очагом для овражной эрозии и труднопроходимым для проведения работ механизированными средствами, Установлено, что наилучшим способом противоэрозионной обработки почвы террасированных склонов является щелевание с дренажированием с размещением щелей по следу (колее) трактора и глубине, соответствующей глубине промерзания почв,

2. Предложена принципиально новая конструкция кротовате-ля-дренера с лыокой и с фиксатором положения лыски (а,с, N4378089), что позволяет направить просачивание воды под корни плодовых деревьев.

3. Установлена теоретическая зависимость процесса взаимодействия рабочего органа щелереза-дренера с почвой о учетом основных кинематических и технологических параметров кротователя новой конструкции.

4. Разработан алгоритм и процедура оптимизации основных параметров и режимов работы щелевателя-дренера при работе на террасированных склонах в горном садоводстве. Выявлены оптимальные значения глубины закладки дренажных каналов, скорости передвижения .агрегата и количество ножей, которые соответственно равны: 32,19 см; 8,64 км/ч и 2 шт. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании щелерезов-дренеров.

5« Математическая модель процесса щелевания и дренажирования реализована на ЭВМ типа IBM PC и проведены многовариантные расчеты, Разработаны и реализованы программы, позволяющие проводить исследование процесса работы противозрозионной машины,

6,Разработаны и реализованы программы на ПЭВМ, позволяющие:

- производить исследование процесса работы щелереза-дренера;

- производить обработку результатов экспериментальных исследований работоспособности разработанного щелереза-дренера, подтвердившие результаты теоретических исследований и рекомендаций по выбору оптимальных параметров;

- рассчитать координаты точек и построить одномерные сечения для изучения влияния конкретно каждого из основных параметров ще-лереза-дренера на энергоемкость обработки почвы;

- рассчитать координаты точек и построить двумерные сечения для изучения попарного влияния основных параметров щелереза-дренера на энергоемкость обработки почвы,

7, Проведены производственные испытания разработанного щеле-вателя-дренера, которые показали высокую эффективность выполнения им технологического процесса, Трактор МТЗ-80 при длине поля 500 м выполняет за смену 10,.,12 га. При этом сток талых вод снижается на 40,,,46%, а смыв почеы - на 82.,.88%, Увеличивается глубина просачивания воды на 13,5.25%, а общие влагозалаоы в метровом слое - на 11,2.36,7%,

8, После щелевания и дренажирования полотна террасы на склоновых землях садов качество плодов заметно повышается. Так, урожай на опытах, проведенных в КДК "Кенже" показали, что прибавка составляет 21 ц/га,

9, Применение щелевания с дренажированием позволяет экономить денежные средства в сумме 6628 руб по хозяйству. Если учесть., что критерием эффективности того или иного противоэрозионного агропри-ема является не только количество урожая, но и сокращение стока поверхностных вод и смыва почв, значение щелевания и дренажирования почвы на террасированных склонах садоводства значительно увеличивается,

Л Т! ХЙ.-А

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Аслан Асад Аввад, 1999 год

1. Агроклиматический справочник по КЕАССР,- Л.: Гидрометеоиз-дат, 1962«

2. Агрофизические методы исследования почв, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, -М.: Наука., 1966.

3. Адерихин П.Г. Водная и ветровая эрозия и меры борьбы с нею в Центрально-черноземных областях // Охрана природы Центрально- черноземной полосы, №4.- Воронеж,1962.

4. Адерихин П.Г., Легеня В,В. Структура черноземных почв и задачи ее восстановления // Тезисы докладов на втором Всесоюзном делегатском съезде почвоведов (10-16.09,62г,),

5. Адерихин П= Г,, Титова Е,П,, Чурилина Ю,Г, Питательные вещества в почве и их динамика в вегетационный период // Почвоведение, вылЛ, труды Воронежского государственного университета, т,65,- Воронеж, 1968,

6. Адзянов А.П. Гидротехнические противоэрозионные приемы в садах на склонах // Садоводство и виноградарство, 1996, N5,-о.6-8,

7. Александров Н.П,, Завалишин Ф.С. Поделка земляных валиков на склонах для задержания стоковых вод // Колхозное производство", N¡7, 1952.

8. Алекоандрян К.В, Машины для освоения горных склонов и борьбы с водной эрозией,- М.: Агропромиздат, 1985,- 189 с.

9. Агропромиздат, 1989,- 149 с,

10. Грызлов Е.В. Зяблевая пахота на склонах // Сельскохозяйственное производство Северного Кавказа и ЦЧО, Ш 10, 1988,

11. Гурова Т.Г. Почвообрабатывающие машины для почвозащитногоземледелия.- М. : ВНИЖШ, 1991,- 93 о.

12. Денисов Н.М. Ландшафтная система земледелия /7 Земледелие, 1997, N5,- с, 9.

13. Дроздов В.Н. Комбинированные почвообрабатывающие посевныемашины.- М.: Нива России, 1988,- 112 с,30, Зайдельман Ф.Р. Влияние дренажа на состояние почвы // Почвоведение, 1998, N4.- о. 1103-1111,

14. Заславский М.Н. Некоторые вопросы исследования эрозионных процессов в Молдавии // Почвоведение, Ш 9, 1950.

15. Заславский М.Н. Почвозащитное земледелие.- М.: РОсоельхо-зиздат, 1979.- 202 о,33, Заславский М.Н. Машины для почвозащитного земледелия.-М.: Россельхозиздат, 1981.- 190 с.

16. Зыков И.Г, Защита склонов от эрозии,- М.: Россельхозиздат, 1985.- 58 с,35, Еленев А,В, Краткий справочник сельскохозяйственной техники,- М.: Колос, 1974.- 408 с.

17. Ерхов Н,С. Машины для защиты почв от ветровой эрозии.-Л., 1975.- 182 с.

18. Ерхов Н,С, Мелиорация земель,- М.: Россельхозиздат,1988,202 с,1 VA

19. Кзнцшшев В.Т. Обработка почвы и борьба о эрозией.- Нальчик: Эльбрус, 1991.- 75 с.

20. Каскулов М.Х. Факторы, влияющие на водную эрозию на склоновых землях Северного Кавказа // Тез. докл. науч.-практ. конф.-Нальчик, 1989.- с. 11-13.

21. Каскулов М.Х., Шекихачев Ю.А., Аслан A.A. Почвообрабатывающий агрегат для обработки почвы в садах на террасах // ИЛ КЕЦНТЙ, 1999, N5-99.- 3 с.

22. Каскулов М.X., Шекихачев Ю.А., Аслан A.A. Тензометричео-кая установка для определения тягового сопротивления почвообрабатывающих машин // ИЛ КБЦНТИ, 1999, N6-99.- 3 о.

23. Кальялов С.Г. Почвообрабатывающие орудия.- Л.: Сельхоз-гиз, 1958.- 152 с.

24. Каштанов А.Н. Почвозащитное земледелие.- М.: Россельхо-зиздат, 1979.- 206 с.

25. Каштанов А.Н. Защита почв от эрозии.- М.: Роооельхозиз-дат, 1974.- 208 с.

26. Ковалев И.В. Дренажи и состояние строения конкреции почв // Почвоведение, 1998, N5.- с. 1103-1110.

27. Козин В.К. Гидротехнические противоэрозионные сооружения в садах на склонах // Садоводство и виноградарство, 1996, N4.- с.2,-о

28. Козменко A.C. Борьба с эрозией с земледельческих районах СССР // Борьба с эрозией почв в СССР.- М.-Л., 1938.

29. Комаров М.И., Олейник Д.Д. Как уменьшить эрозию почвы на склонах // Техника, в сельском хозяйстве, № 11, 1964.

30. Никифоров П.Е. Машины для защиты почв от эрозии.- М,,

31. Новаковокий Л.Я, Противоэрозионная организация территории." Киев: Урожай, 1990,- 124 о.66, Панков A.M. Проблема почвенных эрозий в СССР // Борьба о эрозией почв в СССР,- М-Л,,1938.

32. Петинов Н.С. Взаимосвязь водного режима и некоторых физиологических процессов растений о их продуктивностью в условиях различного водоснабжения // Водный режим растений в связи о обме-нои вещестЕ и продуктивностью,- М., 1963.

33. Потапов В.А. Борьба о эрозией почв в промышленных садах.-М.: Рооагропромиздат, 1990,- 120 с.

34. Райзин Е.Г. Сады на террасах.- АлмагАта: Кайнар, 1983.138 с.

35. Родичев В,А. Справочник сельского механизатора.- М.: Рос-сельхозиздат, 1986.- 335 с,

36. Салишев Л.П. Оригинальная система минимальной обработки почвы // Земледелие, 1998, N4,- с, 14-15,

37. Сильвестров С.И. Основные требования противоэрозионной организации территории и агротехники // Эрозия почв и борьба с нею".- М.,:Сельхозгиз, 1957,

38. Сираев М.Г. Совершенствование минимальной обработики почвы // Земледелие, 1997, N4,- с. 27-28.

39. Скачков И.А., Трегубов П.С. Система мероприятий по борьбе с эрозией почв в Центрально-черноземной полосе // Защита почв от эрозии".- М.:Колос, 1984.

40. Четко В,А., Шкрудь Р.И. Щелевание почвы под клещевину // Земледелие, Ш 9, 1965.

41. Чуданов И.А. Проблемы обработки черноземных почв Поволжья /./ Земледелие, 1999, N1,- с. 26.

42. Чирвинский И.А. Мероприятия по брьбе с эрозией почв в колхозную практику // Земледелие, Ш 4, 1956.

43. Шамшин A.C. Эрозия враг почвы,- М.: Знание, 1965.

44. Швебо Г,И. 0 приемах изучения ошва почв /7 Почвоведение, № 5, 1957.

45. Шишкин А.Н. К вопросу об уменьшении вредного действия засух на растительность.- СПБ, 1876,

46. Шомахов Л.А., Герандоков Ю.У. Системный подход в горном садоводства,- Нальчик: Эльбрус, 1987,- 160 с,

47. Шомахов Л.А., Шекихачев Ю.А. Обоснование рационального способа содержания почвы в садах // Об, научн. тр. СКНИИГПС "Интенсификация садоводства", вып. 5.- Нальчик: Изд. центр "Эль-Фа", 1995.- с. 30-65

48. Яковлев Л.Н. Защита почв от эрозии,- М., 1963.

49. Беннет Х,Х, Основы охраны почвы. Из, Ин.лит. М,, 1958.

50. Ь1Ьа==х11*х12«у01 + х21«х22$у02+х31$х32$у03+х41»х42>ку04

51. ЫЬ1 = х61 "'"2 * у 06+х 7 J. •-■г # у 07+х 81 л2 # у 08+х 91 •-•2* у 09+х 101 л2 # у 010

52. Ь2а=х12л2*у01 + х22-"-2*у02+х32л2*у03+х42л2$у04+х52-ч2»у05

53. Ь2а 1 = х 62л2 * у 06+х 72"'"2* у 07+х 82-'-2 $ у 08+ х 112"'"2 * у 011 + х 122""2* у 012

54. Ь3с=х13л2«у01+х23л2«у02+х33л2*у03+х43л2#у04+х53л2*у05

55. Ь3с1»х63л2^у06+х73л2*у07+х83л2^у08+х133л2$у013+х143л2*у014i 1.1 у=b1b+b.1 b 1 s i22y=b2a+b2al s 133y=b3c+b3cl is print "11у=" ; illyp r i n t "22y=" i. 22y a p r i. n t " 33y =!! 5 i. 33y s s 1 s2= Ь1Ь+ЫЫ + Ь2а+b2a 1+ЬЗ c:+ЬЗ с 1

56. I sprint using " ######";yd7s ######" ?yd8s sprint using " ###### yd? | ######" sydiOp s print using " ######" 5 yd 11 s ########" s ydi.2p r i n t p r i. n t print print print print1. NN опытов!13