Параметры ротационной бороны для поверхностной обработки почвы в приствольных зонах плодовых деревьев тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Пономарев Артем Васильевич

• Пономарев Артем Васильевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Пономарев Артем Васильевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Физико-механические свойства почвы в садах

1.2 Особенности технологического процесса обработки

почвы в садах

1.3 Анализ технических средств для обработки почвы в рядах плодовых насаждений

1.4 Анализ исследований по деформированию почвы иглой диска

1.5 Выводы по главе, цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РОТАЦИОННОЙ БОРОНЫ С ОБРАБАТЫВАЕМОЙ СРЕДОЙ

2.1 Кинематика ротационного орудия с игольчатыми рабочими органами

2.2 Анализ процесса деформирования почвы иглой ротационной

бороны

2.3 Исследование характера воздействия иглы с почвой

2.4 Выводы по главе

3 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Требования предъявляемые к качественным показателям технологического процесса поверхностной обработки почвы в

садах, методы их определения

3.2 Методика определения силы сопротивления почвы действующей

на орудия

3.3 Приборы и оборудование для проведения

экспериментальных исследований

3.4 Методика обработки экспериментальных данных

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Исследования агрофона

4.2 Определение тягового сопротивления ротационной бороны

4.3 Краткие выводы по главе

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Параметры ротационной бороны для поверхностной обработки почвы в приствольных зонах плодовых деревьев»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. По данным статистики [78] в РФ в 2000 г. площадь плодовых садов, ягодников и виноградников составила 866 тыс. га, при этом плоды и виноград занимают в соответствии с этим 4 и 5 места по размерам поставок ведущих сельскохозяйственных товаров растениеводства.

Интенсификация плодоводства это основное направление, которое обеспечивает увеличение урожайности и понижение удельных расходов труда на единицу продукции. Одним из ее наиглавнейших составляющих считается комплексная механизация производственных процессов, обеспечиваемая прогрессивной системой тракторов, сельскохозяйственных машин и орудий. На сегодняшний день, в садах производится 124 технологических операции, но только 49% механизированы [9].

Высокоперспективным технологическим процессом по уходу за плодовыми насаждениями с точки зрения аспектов ресурсосбережения считается одновременная обработка междурядья и ряда плодовых насаждений садов, виноградников, хмельников и ягодников [99]. Обработка почвы в междурядьях многолетних насаждений выполняется с помощью техники применяемой в полеводстве.

Почвообработка в рядах плодовых насаждений выполняется техническими средствами, исполнительный механизм которых подходит к штамбу растения, оставляя защитную зону. Современные машины и орудия не способы обеспечивать выполнение качественных показателей технологического процесса почвообработ-ки в рядах плодовых насаждений [82]. Вследствие этого обработка почвы в рядах нередко производится вручную или же вообще не производится.

Развитие почвообрабатывающих агрегатов для возделывания почвы в рядах плодовых насаждений сдерживается нехваткой научных исследований по обоснованию параметров и режимов работы технических средств в садах и виноградниках.

По результатам научных исследований можно создать почвообрабатывающие машины [43, 44, 95], обеспечивающие выполнение агротребований к процессу почвообработки в рядах плодовых насаждений.

Агротребования к процессу почвообработки в рядах плодовых насаждений стали высокими, а параметры и режимы работы агрегатов для обработки почвы не претерпевают значительных изменений [103].

Современные машины и орудия не способы обеспечивать требуемую защитную зону по форме с заданной площадью. Использующийся кривошипный механизм движения рабочего органа для обхода деревьев приводит к наращиванию площади защитной зоны. Другие элементы технических средств для почвообра-ботки в рядах плодовых насаждений, так же нуждаются в новых разработках.

Степень разработанности темы. Большой вклад в разработку технических средств для обработки почвы внесли такие ученые как Горячкин В.П., Синеоков Г.Н., Стрельбицкий В.Ф., Воронин В.Я., Герасимов Н.А., Жилицкий Я.З., Лобода Н.Т., Медовник А.Н., Пархоменко Г.Г., Пронь А.С., Рубин С.С., Смелянский Н.Л., Твердохлебов С.А., Трубилин Е.И. и др. В работах этих и других ученых показано, что наиболее перспективным является направление снижения энергоёмкости технологического процесса за счёт совмещения операций обработки почвы и универсальности безотвальных рабочих органов.

Основываясь на вышеизложенном сформулированы цель и задачи данной исследовательской работы.

Цель исследований - совершенствование технологического процесса обработки почвы в садах за счет совмещения операций рыхления междурядий и приствольной зоны.

Задачи исследования:

- провести обзор и анализ механизированных технологий и средств механизации по обработке почвы в садах;

- обосновать конструктивно-технологическую схему ротационной бороны для поверхностной обработки почвы в приствольной зоне, устанавливаемой на техническое средство для рыхления междурядий;

- получить зависимости, раскрывающие взаимосвязь параметров и режимов функционирования ротационной бороны со средой воздействия;

- провести экспериментальные исследования технологического процесса обработки почвы междурядий с одновременным поверхностным рыхлением приствольной зоны ротационной бороной, с целью определения ее рациональных конструктивных параметров и проверки теоретических зависимостей;

- определить экономическую эффективность применения технического средства для одновременной обработки почвы междурядий сада и поверхностного рыхления приствольной зоны ротационной бороной.

Объект исследований: технологический процесс обработки почвы в садах ротационной бороной для поверхностной обработки почвы в приствольной зоне.

Предмет исследований: зависимости, характеризующие параметры и режимы функционирования ротационной бороны и ее взаимосвязь со средой взаимодействия.

Рабочая гипотеза: совершенствование технологического процесса обработки почвы в садах, осуществляемого путём совмещения операций рыхления междурядий и приствольной зоны насаждений ротационной бороной одновременно, позволит снизить энергозатраты на обработку почвы в садах.

Научная новизна: получены зависимости, определяющие влияние конструктивных параметров и режимов функционирования ротационной бороны со средой взаимодействия на показатели технологического процесса обработки почвы в садах.

Практическая значимость: разработан технологический процесс обработки почвы в садах, позволяющий снизить энергозатраты на его осуществление, за счет совмещения операций рыхления междурядья и приствольных зон ротационной бороной, защищенной патентам РФ №125013.

Рабочая гипотеза: совершенствование технологического процесса обработки почвы в садах, осуществляемого путём совмещения операций рыхления междурядий и приствольной зоны насаждений ротационной бороной одновременно, позволит снизить энергозатраты на обработку почвы в междурядьях садов.

Связь темы диссертации с планом научно-исследовательских работ.

Исследовательская работа проводилась в период с 2013 по 2018 годы в соответствии с Отчетом о НИР ФГБНУ «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства» по теме «Установление закономерностей изменения конструктивно-технологических параметров новых рабочих органов для энергосберегающей безотвальной обработки почвы, высева семян и удобрений в почвенно-климатических условиях южных регионов России», раздел 2 «Предпосылки к разработке конструкции рабочих органов с изменяемыми параметрами для энергосберегающей безотвальной обработки почвы» номер Госрегистрации 114100140059, Инв. № 215011250111 (0708-2014-0004).

Методология и методы исследования. Проведенные исследования основаны на результатах анализа научно-технической литературы. Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений математики, физики и теоретической механики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях с использованием общепринятых и частных методик в соответствии с действующими ГОСТами, а также с использованием общепринятых методик планирования многофакторных экспериментов. Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием методов математической статистики.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Усовершенствованный технологический процесс обработки почвы в саду;

2. Зависимости параметров и режимов работы ротационной бороны для поверхностной обработки почвы в приствольной зоне;

3. Рациональные параметры и режимы работы ротационной бороны для поверхностной обработки почвы в приствольной зоне;

4. Показатели экономической эффективности применения ротационной бороны для поверхностной обработки почвы в приствольной зоне.

Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций, представленных в диссертации, подтверждается:

- использованием в качестве теоретической базы фундаментальных исследований отечественных и зарубежных авторов по вопросам почвообработки;

- использованием современных методов исследований и обработки экспериментальных данных;

- сходимостью экспериментальных данных с теоретическими выводами с допустимой погрешностью.

Апробация результатов:

Основные положения работы доложены и одобрены на: VII Международной научно-практической конференции «Агроинженерная наука в сфере АПК: инновации, достижения» (г. Зерноград 2012 г.); XVI Российской агропромышленной выставке «Золотая осень-2012» (г. Москва 2012 г.); Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых вузов МСХ РФ по ЮФО (г. Зерноград 2014 г.); Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых вузов МСХ РФ (г. Саратов 2014 г.); XIV Международной агропромышленной выставке «Золотая Нива» (г. Усть-Лабинск 2014 г.) в Губернаторском конкурсе молодежных инновационных проектов «Премия IQ года» лучший инновационный проект в сфере АПК и пищевой промышленности» (г. Краснодар 2015 г.); Международной научно-практической конференции. «Концепции фундаментальных и прикладных научных исследований» (г. Уфа 2016 г.); Всероссийской конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар 2016 г.); II International scientific conferential: «CONSERVING SOILS AND WATER» (Burgas, Bulgaria 2017); Международной школы конференции молодых ученых «Наука и молодежь: фундаментальные и прикладные проблемы в области селекции и генетики сельскохозяйственных культур» (г. Зерноград 2017 г.); XXI международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения» (г. Ростов-на-Дону 2018 г.)

Публикации. По материалом исследования опубликовано 12 печатных работ, в том числе 2 в изданиях из перечня ВАК, 2 в иностранных источниках,

получено два патента РФ, два свидетельства о государственной регистрации для ЭВМ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Физико-механические свойства почвы в садах

Основным из критериев оценки почвы является её плодородие. Как раз от плодородия напрямую зависит будущий урожай плодов, ягод и винограда. Под плодородием следует воспринимать всю совокупность свойств почвы и комплекс мероприятий, определяющих полноценное развитие растений. Все эти процессы связаны между собой, поэтому исключение или ослабление действия одного из них влечёт потерю важных качеств и может привести к деградации почвы, что оказывает негативное влияние на продуктивность растений.

Действия, связанные с восстановлением плодородного слоя почвы, сложны и затратны, в связи с этим важно проводить мероприятия связанные со своевременным отслеживанием состояния почвы, не допускать ее деградации и применять почвозащитные методы обработки [8, 12, 26, 38, 39, 42 63,64, 104].

Оценивая состояние плодородного слоя почвы [47], следует обратить внимание на ее физико-механический состав, который характеризуется следующими показателями:

Связность (когезия) почвы. Под связностью почвы разумеется способность почвы сопротивляться силам, стремящимся механически разъединить частички почвы, или, что тоже самое, сопротивление почвы, которое она оказывает разрыву, сдавливанию и расклиниванию ее частичек.

Связность обусловливается силами когезии, или взаимного сцепления между почвенными частицами. Это свойство, имеющее непосредственное влияние на развитие корневой системы растений и на механическую обработку почвы сельскохозяйственными орудиями, у различных почв выражено неодинаково и зависит от многих причин.

Связность почвы, прежде всего, зависит от характера механического состава: чем больше в почве содержится глинистых частичек, тем выше связность, и, наоборот, связность уменьшается у почв крупноземистых. Связность почв в извест-

ной мере зависит и от степени их влажности: например, глинистые почвы обладают наибольшей связностью в сухом состоянии, песчаные, наоборот, приобретают некоторую связность в увлажненном состоянии благодаря склеивающей способности находящейся между песчаными частичками воды.

Существенное влияние на связность почвы оказывают органические вещества, при этом наличие перегноя в тяжелых суглинистых и глинистых почвах уменьшает их связность, в легких же песчаных - усиливает.

Большое влияние на повышение связности почвы оказывает поглощенный катион натрия, особенно на почвах, бедных перегноем. Поэтому солонцовые почвы, в поглощающем комплексе которых содержится поглощенный натрий, всегда отличаются сильно выраженной связностью. Структурное состояние придает почве рыхлость, уменьшает ее связность и тем самым значительно облегчает ее обработку.

Пластичность почвы - способность прилипать к рабочим органам во влажном состоянии и сохранять приданную форму. Пластичность почвы обуславливается различными причинами, главным образом присутствием в почве коллоидов. Чем больше содержится в той или иной почве коллоидов, тем лучше выражена в ней пластичность (липкость). На прилипание почв оказывает влияние степень их влажности. Прилипание почв повышается по мере их увлажнения примерно до 90% от полного насыщения водой, а затем начинает уменьшаться. Прилипание почвы влияет на ее качество обработки и удельное сопротивление, чем сильнее прилипание почвы, тем больше затрачивается силы при работе технического средства.

Исходя из этого, обработку надо производить при таком состоянии влажности, когда почва рыхлится, не мажется не прилипает к рабочим органам, т.е. находится в состоянии физической спелости [11, 14, 15, 17, 18, 36, 48, 51, 55, 58, 65, 67, 101, 102, 105, 135, 141].

Твердость почвы - ее свойство сопротивляться проникновению в нее более твердого тела (рабочий орган) не получая при этом остаточной деформации [41,

45]. Во время почвообработки агрегатами, почва подвергается различным видам деформации (сжатие, растяжение сдвиг, срез, смятие, кручение).

Сопротивление почвы при разных видах деформации изменяется в больших

пределах. К примеру суглинки при абсолютной влажности 21-28% имеют времен-

2 2 но сопротивление сжатию 65-108 Н/см , растяжению 5-6 Н/см , сдвигу 10-12

Н/см2. Очевидно, наименьшие энергозатраты при обработки суглинистой почвы, возможны при использовании рабочих органов почвообрабатывающих орудий обеспечивающих растяжение пласта.

Абразивность почвы определяют по присутствию в ней физического песка с высоким содержанием камней (размером 0,25-3,0 мм), оказывающих большой износ рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Абразивный износ разделяют на три группы: с малой изнашивающей способностью содержание физического песка до 80%, средней - 80-95% и сильной 95-100%.

Трение скольжение почвы по поверхности рабочего органа называется внешним [56]:

^ = /Ы, (1.1)

где F - сила трения скольжения, Н; / - коэффициент силы трения; N - сила реакции опоры (нормального давления), Н.

Главным образом коэффициент силы трения / зависит от влажности и гранулометрического состава почвы (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Значения коэффициента трения для различных видов почв

Вид почвы Коэффициент трения /

Сыпучие почвы 0,25-0,35

Связные почвы 0,5-0,7

Суглинистые почвы 0,6-0,9

Сила трения скольжения на плоскости рабочего органа очень велика и равна 30-40% от всего сопротивления. В связи с этим необходимо уменьшать силу трения. Из литературных источников известны некоторые способы уменьшения силы трения скольжения: вибрация, активные рабочие органы, применение пластика, создание слоя воздуха или воды между рабочим органом и почвой [46, 122, 126, 127].

Удельное сопротивление почвы (УСП) считается обобщенной характеристикой Кс сложности ее обработки. Коэффициент Кс УСП определяют как отношение тягового сопротивления орудия Р к площади поперечного сечения пласта А [56]:

Кс =А- С.2)

Л

где Кс - коэффициент удельного сопротивления почвы, Н/м ;

Р - тяговое сопротивление орудия, Н;

А - площадь поперечного сечения пласта, м2.

Южно-предгорная зона Краснодарского края хорошо подходит для возделывания садов и виноградников, она характеризуется теплым и влажным климатом. Большое количество осадков, их высокая интенсивность, гористый рельеф и другие факторы обусловили развитие эрозии, а сильные и продолжительные ветры в восточнопредгорной зоне - еще и дефляции почвы. Черноземы, нередко уплотненные и слитые, постепенно сменяются серыми лесостепными, серыми и бурыми лесными почвами.

В Краснодарском крае насчитывается несколько разновидностей почвы: бурые лесные, серые лесостепные, дерново-карбонатные, черноземы обыкновенные. В таблице 1.2 представлены физические свойства почв Краснодарского края [62].

В предгорных и горных зонах Краснодарского края насчитывается большое количество бурых лесных почв, согласно таблицы 1.2 они очень плотные и твердые, но при этом хорошо подходят для возделывания садов и виноградников.

Таблица 1.2 - Физические свойства почв Краснодарского края

Наименование почв Плотность почвы, г/см3 Твердость почвы, МПа Удельная поверхность, м2/г УСП, кПа

Бурые лесные 1,50 0,246 103,0 136,0

Серые лесостепные 1,47 0,205 110,1 120,6

Дерново-карбонатные 1,40 0,172 130,1 112,4

Черноземы обыкновенные 1,30 0,125 124,0 110,5

1.2 Особенности технологического процесса обработки почвы в садах

Комплекс агроприемов, которые должны обеспечивать сохранение и повышение плодородия почвы в садах, удовлетворить потребности плодовых деревьев во влаге, питательных веществах и других элементах почвенного плодородия, обычно называют системой содержания почвы в садах [103, 131].

Задачи стоящие перед системами содержания почвы в саду.

- Обеспечить плодовое дерево влагой. Плодовые насаждения больше всего нуждаются во влаге весной и в начале лета. Объясняется это тем, что в этот период интенсивно растут побеги, листья, плоды.

- Обеспечить деревья необходимыми питательными веществами путем внесения удобрений и стимулирования биологических процессов в почве.

- Обеспечить почву воздухом, необходимым для развития корневой системы. Как уже отмечалось, правильной системой содержания почвы можно способствовать глубокому проникновению корней в почву, а это важно для обеспечения их влагой из глубоких слоев почвы и подпочвы [103, 131].

Для обеспечения вышесказанного, почва должна быть структурной, поэтому ее обработку в садах сочетают с приемами, направленными на сохранение и восстановление структуры.

Обязательно нужно защищать почву в многолетних насаждениях от водной и ветровой эрозии, уменьшать затраты по уходу за почвой.

Наряду с изложенным, неотъемлемыми задачами системы содержания почвы в многолетних насаждениях являются регулирование температуры почвы, борьба с сорными растениями, вредителями и болезнями плодовых растений.

Система содержания почвы в садах включает и такие приемы, как подбор си-дератов, систему обработки почвы, применение удобрений и гербицидов, орошение. В более узком понимании - характер использования почвы в сочетании с приемами ее обработки в саду, борьбой с сорными растениями, внесением удобрений. В настоящее время наиболее распространены паровая, паро-сидеральная и дерново-перегнойная системы содержания почвы. В молодых садах возможно и мульчирование.

Паровая система. Черный пар в саду поддерживается путем зяблевой вспашки почвы. Обычно черный пар представляет необходимый элемент комплекса ухода за почвой в саду.

В значительно большей степени возрастает роль черного пара в регулировании водного режима почвы сада в засушливые годы. Так, если превышение запасов влаги 75-сантиметрового слоя почвы черного пара, по сравнению с задерне-нием, составляло по группе увлажненных лет 23 мм, то засушливые годы - 41 мм, то есть намного больше.

Таким образом, роль черного пара в обеспечении плодовых деревьев влагой в неорошаемых садах значительна. К этому надо добавить и то, что при паровой обработке улучшаются также питательный и воздушный режимы почвы, а в результате усиливается рост и повышается урожайность плодовых деревьев

Паро-сидеральная система дает возможность выращивать в междурядьях сада значительное количество органической массы в то время, когда некоторое иссушение почвы, ее обеднение нитратами не только безвредно, но и зачастую

даже полезно, так как содействует своевременному окончанию роста побегов и повышению морозоустойчивости дерева.

С сидератами в почву попадает и большое количество органического вещества. Оно распределяется в большом объеме почвы и в более глубоких ее слоях, куда навоз трудно или невозможно внести.

В садах на склонах сидераты защищают почву от эрозии.

Дерново-перегнойная система.

При этой системе в садах выращивают многолетние травы, преимущественно злаковые, которые часто скашивают и скошенную массу оставляют на месте, не удаляя из сада. В результате на поверхности почвы накапливается слой растительной массы (мульча), защищающий почву от высыхания. В дальнейшем трава перегнивает и слой мульчи возрастает. Наиболее принятым является посев трав в междурядьях с оставлением полос небольшой ширины (1,5-2 м), не засеваемых травами. Эти полосы или систематически рыхлят или для борьбы сорняками применяют гербициды. Иногда применяют сплошное задернение - не оставляя полос без трав около деревьев.

При почвообработке в саду необходимо учитывать свойства и характеристики обрабатываемой среды. В качестве обрабатываемой среды в саду является почва и плодовые насаждения.

В садах приняты следующие схемы посадки деревьев: 8х8, 8х6, 8х4, 7х7, 4х4, 4х3, 5х2,5 м и др.

В междурядьях остаются свободные проходы для технических средств, в ряду кроны деревьев смыкаются. Система содержания почвы в садах обязана постоянно восполнять запасы органических веществ в почве, улучшать её структуру и физико-механические свойства, защищать от эрозии, уничтожать сорную растительность, а также вредителей и возбудителей болезней плодовых культур [82].

В садах засушливых районов южной зоны, а именно предгорной зоне Северного Кавказа, предусматривает систематическое рыхление на протяжении всего вегетационного периода (чёрный пар), поскольку плодовые культуры слабо обеспечены влагой.

Технологический процесс обработки почвы в садах предусматривает обработку междурядий и приствольных полос плодовых насаждений. Междурядная почвообработка выполняется машинами и агрегатами, применяемыми в полеводстве, а в рядах специальными орудиями.

1.3 Анализ технических средств для обработки почвы в рядах плодовых насаждений

В рядах садов почвообработка выполняется в зонах обхода штамба дерева и непосредственно между деревьями. В этом случае под рядом понимается не линия, а зона определенной ширины с находящимися в ней деревьями. Зона формируется при закладке сада и видоизменяется по мере роста плодовых насаждений [35, 81, 82, 83]. В садах почвообработка выполняется машинами и агрегатами в междурядьях: плугами, культиваторами, боронами, а в рядах: фрезами, выносными секциями борон и культиваторами.

Классификация машин и агрегатов для обработки почвы в садах [61, 96] показаны на рисунке 1. 1.

Машины и агрегаты по способу почвообработки приштамбовой зоны в садах можно разделить на содержащие бесприводные (пассивные) и приводные (активные) рабочие органы с вертикальной или горизонтальной осью вращения (рисунок 1.1). По способу управления эти машины и агрегаты делятся на 2 группы:

- полуавтоматические;

- автоматические.

К первой группе можно отнести культиватор фрезерный навесной КФН-2, фреза садовая навесная для обработки ряда НФС-1,4 [134]. При почвообработки ряда секции управляются человеком, находящимся на машине, который с помощью гидросистемы МТА перемещает секции агрегата между многолетними насаждениями [27].

Исходя анализа, полуавтоматические машины и агрегаты при почвообработ-ке рядов в садах экономически не эффективны, в связи с тем, что нельзя получить

высокую производительность машины или агрегата, работа которого частично выполняется оператором вручную.

Рисунок 1.1 - Классификация машин и агрегатов для обработки почвы в садах

Исходя из этого почвобработка в садах должна проводиться автоматически. Автоматические устройства не нуждаются в дополнительном присутствии оператора для перемещения секции из ряда в ряд. Автоматические устройства подразделяются на 2 группы (рисунок 1.1):

- прямого действия;

- не прямого (косвенного) действия;

К техническим средствам прямого действия можно отнести устройство для почвообработки в приштамбовой зоне по патенту №227601 Германии [153] Аналогично работает ротационный культиватор [126, 127]. Данные технические средства не отвечают нормам по повреждениям деревьев.

Технические средства не прямого (косвенного) действия по виду алгоритма функционирования делятся на:

- программные;

- астатические;

- следящие.

К программным техническим устройствам можно отнести культиватор садовый виноградниковый КСВ-2,5 [76], устройство ёесауаШопдеиг «Бкоуеша» по патенту № 2605177 Франции [150] (рисунок 1.2), Фреза "Гумус" оснащенная зубчато-реечным механизмом [93, 148].

/ I

Рисунок 1.2 - Схема устройства ёесауаШопдеиг «Бкоуеша»

Механический привод вышеперечисленных устройств не пригоден потому что, требует больших усилий при включении, это приводит к повреждению рас-

тения, слишком громоздкая конструкция, включающая в себя огромное число звеньев, не высокая рабочая скорость.

Гидравлический привод, применяемый на устройствах для почвообработки в садах и виноградниках исключает все недостатки механического привода, он проще в исполнении, имеет меньший удельный вес на единицу мощности, более низкие усилия при включении исполнительных механизмов и высокую скорость движения машины. Гидропривод рабочих органов широко применяется в садоводстве и виноградарстве [3, 145]. Применение гидропривода позволило повысить эксплуатационную надежность технических средств для обработки почвы в многолетних насаждениях по сравнению с техническими средствами, имеющими механический привод.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пономарев Артем Васильевич, 2018 год

- 15 с.

137. Шишков, С. Изследване на кинематиката защитната зона в трайните насаждения / С. Шишков, Д. Даскалов, Б. Мирасчиев, Ж. Демирев // Селскостопан-ска техника. - 1979. - № 4. - С. 11-17.

138 Щиров, В. Н. Расчёт взаимодействия катка с почвой с использованием теории вязкоупругости/ В. Н. Щиров, Г. Г. Пархоменко // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2007. - №10. - С. 16-18.

139. Щиров, В. Н. Обоснование способа основной обработки пересушенных почв растягивающими деформациями / В. Н. Щиров, Г. Г. Пархоменко // Проблемы борьбы с засухой: сб. научн. трудов. Т 2. - Ставрополь. - 2005. - С. 31-37

140. Щиров, В. Н. Теория глубокорыхлителя: Расчет взаимодействия рабочих органов с почвой в засушливых условиях / В. Н. Щиров, Г. Г. Пархоменко // Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing. - 2013. - С. 33.

141. Щучкин, Н. В Физико-механические свойства почвы и тяговое сопротивление плугов [Текст] / Н. В. Щучкин // Сб. науч. ис. раб. ВИСХОМ. - 1949. - № 4.

142. Яковлева, С. П. К вопросу выбора оптимальных параметров почвообрабатывающих машин/ С. П. Яковлева, Р. С. Рахимов // Труды ЧИМЭСХ. - 1978. -№135. - С. 67-69.

143. Demand de brevet d'invention 2303455, A 01 b 13/06. Dispositif de sol entre des ceps de vignej J. Garsia, F. Lopez (France).

144. Demand de brevet d'invention 2450033, A 01 b 13/04. Ensemble de décavaillon nage a commande de pénétration et d'ettacement hudraulique / E. Gregouire. (France).

145. Fekete, G. A kertészeti betakarito gépek hidrosztatikus munkaszerv - hajtasai / G. Fekete // Jarmüvek, mezögazd, gépek. - 1980. - 27. - № 2.- Р. 49-51

146. Kiefer, J. Optimum designs in regression problem [Text] / J. Kiefer - Ann. Math. Stat. - 1959. V. 30, P. 271-294

147. Kiefer, Y. Optimum experimental designs [Text] / Y. Kiefer - J.Royal Statist. Soc. 1959. v. B21, - P. 272-319.

148. Kovatchev, S. Ricerche sulla qualita di alcunu frese a spostamento laterale / S. Kovatchev., Y. Tchipilsky // Frutticoltura. - 1971. - 33. - № 1. -P. 27-33.

149. Patent 134318 France, A01 b 33/00/A -01b, 13/00.0util oratoire pour la culture de la vigne / A.Frank (France)

150. Patent 2605177 France, A01 b 13/06. Dispsif de décavaillonneur "Skovema" / R. Fortune (France).

137. Patentschrift 257224 Österreich, A01b. Bodenbearbeitungsgerät für Wein -und Obstgärter / H. Hellerschmid (Österreich).

151. Patentschrift 336323 Österreich, A01b 013/06. Vorrichtung zur Bearbeitung des Bodentreifens zwischen den einzelnen Pflanzen. / J. Brosowitsch (Österreich)

152. Patentschrift 160254. Deutsch, A01 b 69/04. Vorrichtung zur boden bearbeitung, vorzugsweise fuer Obstplantagen /A. Preght (Deutsche).

153. Patentschrift 227601 Deutsch, A01 b 39/16. Mechanische Baumstreitenptlegemaschine/ W. Domscheit, R: Gätke, M. Hildebrant, A. Radmer, G. Riedler, M. Schmidt, J. Stage. (Deutsche).

154. Patent 4585071 USA, A 01 b 79/00, A 01 b 69/06. Method and apparatus guiding retractable machinery / J. Anderson, C. Melrose (USA).

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акт проведения лабораторно-полевых испытаний

Акт

о проведение лабораторно-полевых испытаний технического средства по патенту № RU125013 VI.опубликован в Бюл. №6 от 27.02.2013г.

Нами зав. отдела механизации полеводства ГНУ СКНИИМЭСХ Рос-сельхозакадемии д-р техн. наук доцент Камбулов С.И., ст. науч. сотр. отдела механизации полеводства ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии д-р техн. наук ст. науч. сотр. Богданович В.П., ст. науч. сотр. отдела механизации полеводства ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии канд. техн. наук Пархоменко Г.Г., канд. техн. наук доцент Твердохлебов С.А. ФГБОУ ВПО Кубанский Государственный Аграрный Университет, аспирант Пономарев A.B. ФГБОУ ВПО Кубанский Государственный Аграрный Университет, проведены лабораторно-полевые испытания технического средства по патенту № RU 125013 U1 от 27.02.2013г. на производственных площадях СКНИИМЭСХ г.Зернограда Ростовской обл. 07.10.2013г. с целью определения энергетических и агротехнических показателей, по стандартным и частным методикам.

Зав. отдела механизации полеводства ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии д-р техн. наук доцент г. Зернограда Ростовской обл.

Старший научный сотрудник отдела механизации полеводства ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии д-р техн. наук ст. науч. сотр. г. Зернограда Ростовской обл.

Старший научный сотрудник отдела механизации полеводства ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии канд. техн. наук ст. науч. сотр. г. Зернограда Ростовской обл. J

С.И. Камбулов

В.П. Богданович

Г.Г. Пархоменко

Должность, учёную степень, звание Камбулова С.И., Богдановича В.П., Пархоменко Г.Г. удостоверяю

Ученый секретарь

ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии д-р техн. наук ст. науч. сотр.

Канд. техн. наук доцент ФГБОУ ВПО Кубанский ГАУ г.Краснодар

Аспирант ФГБОУ ВПО Кубанский ГАУ г. Краснодар

A.B. Пономарев

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Акты внедрения агрегата

Акт

внедрение комбинированного орудия для обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений, разработанного на кафедре ремонта машин и материаловедения Кубанского государственного аграрного университета имени И.Т. Трубилина в ОАО КСП «Светлогорское», Краснодарского края, Абииского района.

Комиссия в составе, главного агронома Ульянич A.B. главного инженера Репа A.B., управляющего отделением №3 Земцова В.В., начальника ремонтного комплекса Юшкова А.Н., провела на отделении №3 ОАО КСП «Светлогорское» с 5-го по 15 сентября внедрение комбинированного орудия для обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений.

Комбинированным орудием, для обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений, обработаны ряды садов на площади 10 га с плодовыми насаждениями сорт Прима подвой ММ-106, сорт Джонатан подвой ММ-106, 13 квартал

Полученные данные сравнивали с применяемой в хозяйстве фрезой ФА-0.76 и плугом чизельным ПЧН-3,5

Экономический эффект внедрения комбинированного орудия для обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений сада, составил 214140 руб. при обработке 10 га.

Управляющий отделом Начальник ремонтного ко»ии^и к.т.н. доцент ФГБОУ ВПО КГУА

Члены комиссии: Главный агроном Главный инженер

А.В.Ульянич A.B. Репа

В.В. Земцов А.Н. Юшков

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кубанский государственный аграрный университет

ИНН 2311014546, КПП 231101001 350044, Россия, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, тел. [phone], факс [phone], [e-mail], www.kubsau.ru

Ж>

на №

20 г.

Справка

О внедрение научных исследований ассистента кафедры «Тракторы, автомобили и техническая механика» Пономарева A.B. в учебный процесс

Кубанского ГАУ

Результаты научных исследований ассистента кафедры «Тракторы, автомобили -и техническая механика» Пономарева A.B. внедрены в учебный процесс Кубанского государственного аграрного университета на инженерных факультетах. При его участии разработаны программные продукты:

1 Определение физико-механических свойств почвы при испытании МТА Т150К+ПЧС-3,5, программа/ A.B. Пономарев, В.В. Цыбулевский, С.А. Твердо-хлебов, С.А. Светлова. Свидетельство № 2012615415. - М.: Роспатент от 15.06.12

2 Определение коэффициента объемного смятия почвы при испытании МТА Т150К+ПЧС-3,5, программа/ A.B. Пономарев, В.В. Цыбулевский, С.А. Твердохлебов, С.А. Светлова. Свидетельство № 2012615416'. - М.: Роспатент от 15.06.12

Проректор по научной работе профессор

Кощаев А.Г.

Пономарев A.B. 8(918)-47-53-470

ПРИЛОЖЕНИЕ В патенты

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

О

ю о

(7> Г» СО 1Л

см

RU

(11)

2 537 90513) С1

(51) МПК

А01В 39/16 (2006.01) А01В 33/14 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

<12> ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21)(22) Заявка: 2013139524/13, 26.08.2013

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 26.08.2013

Приоритеты):

(22) Дата подачи заявки: 26.08.2013

(45) Опубликовано: 10.01.2015 Бюл.№ 1

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ББГ 1021352 А, 07.06.1983. 5и 1376956 А1, 29.02.1988. Би 1793828 АЗ, 07.02.1993,1Ш 125013 Ш, 27.02.2013. БВ 2045659 А1, 05.03.1971. ИЗ 4026364 А, 31.05.1977. 118 4768596 А, 06.09.1988

Адрес для переписки:

350044, г,Краснодар, ул. Калинина, 13, Кубанский ГАУ, отдел науки

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

(57) Реферат:

Устройство относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для обработки почвы в междурядьях сада. Устройство содержит прямоугольную сварную раму с системами навески и регулировки глубины обработки почвы, стрельчатые лапы. К раме с возможностью ввода и вывода присоединен исполнительный механизм для обработки почвы в приштамбовой зоне растений. Исполнительный механизм состоит из корпуса с подшипниками, Подшипники закреплены на валу. На оси с возможностью

(72) Автор(ы):

Медовник Анатолий Николаевич (1Ш), Твердохлебов Сергей Анатольевич (1Ш), Пономарев Артем Васильевич (1Ш), Дуков Сергей Сергеевич (ГШ)

(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет"

(ви)

вращения установлен вал крепления дисков. Диски имеют стаканы с подшипниками. Подшипники стаканов обеспечивают вращение зубьев вокруг своей оси. Зубья выполнены в виде плоских режущих элементов с заострением и двухсторонней заточкой по краям. Зубья имеют хвостовик с поперечной канавкой. Торцы винтов выполнены с поверхностью, конгруэнтной поверхности канавки. Такое конструктивное решение обеспечивает повышение качества обработки почвы и снижение энергоемкости процесса обработки, 4 ил.

КЗ СП

со

и> о О!

о

Стр. 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ