Повышение эффективности полосовой обработки почвы путем совершенствования конструктивной схемы и параметров культиватора тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Валиулин Ирек Эмильевич

• Валиулин Ирек Эмильевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Валиулин Ирек Эмильевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Оценка энергетических и агротехнических показателей полосовой обработки почвы

1.2 Анализ технико-технологических аспектов полосовой обработки почвы

1.3 Анализ исследований орудий для полосовой обработки почвы

1.4 Задачи исследований

2 ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ СЕКЦИИ КУЛЬТИВАТОРА

2.1 Обоснование конструктивной схемы и основных конструктивно-технологических параметров секции культиватора

2.1.1 Обоснование технологической схемы обработки почвы

2.1.2 Разработка конструктивной схемы культиватора для полосовой обработки почвы

2.1.3 Обоснование взаимного расположения рабочих органов на раме секции

2.2 Обоснование тягового сопротивления рабочих органов секции культиватора

2.2.1 Тяговое сопротивление дискового очистителя

2.2.2. Тяговое сопротивление рыхлительных стоек и стрельчатой лапы

2.2.3 Реакция почвы на опорно-прикатывающий каток

Выводы по главе

3. Программа и методика экспериментальных исследований

3.1 Общая программа экспериментальных исследований

3.2 Методика лабораторных исследований экспериментальной секции культиватора в почвенном канале

3.3 Методика лабораторно-полевых экспериментов

3.3 Методика полевых исследований экспериментального культиватора

Выводы по 3 главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты лабораторных экспериментальных исследований

4.1.1 Оценка значимости факторов эксперимента

4.1.2 Экспериментальное обоснование конструктивно-технологических параметров секции культиватора

4.2Результаты лабораторно-полевых исследований

4.3 Результаты полевых исследований экспериментального культиватора

Выводы по главе

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗРАБОТАННРОГО КУЛЬТИВАТОРА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перспективы дальнейшей разработки темы

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности полосовой обработки почвы путем совершенствования конструктивной схемы и параметров культиватора»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Проблема снижения энергопотребления становится все более актуальной из-за постоянно растущих цен на топливо. При возделывании сельскохозяйственных культур наиболее энергозатартными технологическими операциями являются обработка и подготовка почвы. Для снижения энергозатрат и снижения расхода топлива при возделывании культур необходимо внедрять различные энергосберегающие технологии, направленные в основном на снижение количества операций по обработке почвы. Уменьшение количества операций (обработка стерни, вспашка, предпосевная подготовка семенного ложа) сельскохозяйственной техникой может снизить энергозатраты на 18-53% по сравнению с традиционной обработкой почвы [1].

Одним из энергосберегающих технологий в растениеводстве является полосовая обработка почвы. Полосовая технология включает в себя преимущества минимальной и нулевой технологий обработки почвы. В отличие от нулевой технологии, где почва практически не обрабатывается, и борьба с сорняками производится химическими препаратами, при полосовой технологии обрабатываются небольшие полосы. Между полосами остается необработанная почва, что, благодаря остаткам стерни на поверхности почвы, позволяет снизить процессы деградации почвы, выщелачивание питательных веществ и испарение воды из почвы при одновременном улучшении биологической активности и структуры почвы [2, 3, 4].

Полосовая обработка почвы позволяет значительно экономить энергозатраты, поскольку обрабатывается на 50-75% меньше поверхности почвы, чем при сплошной обработке почвы плугом [5].

Однако, наличие на поверхности поля стерни и мульчи, повышенная влажность почвы в связи с этим, влияют на процессы взаимодействия рабочих органов с почвой, которые необходимо учитывать при обосновании конструктивно-технологических параметров рабочих органов для полосовой обработки почвы. Кроме этого для получения узкой обрабатываемой полосы почвы

рабочие органы в полосовых почвообрабатывающих машинах приходиться устанавливать близко друг к другу, что повышает вероятность их забивания комками почвы и растительными остатками. Кроме этого при глубоком рыхлении почвы рабочими органами полосового культиватора все равно будут деформироваться и разрушаться структура соседних необработанных полос, что увеличивает ширину обрабатываемой полосы и не позволяет формировать семенное ложе для укладки семян. В связи с этим, при обосновании технологических и конструктивных параметров почвообрабатывающих машин для полосовой обработки необходимо учитывать наличие на поверхности растительной мульчи, исключить забивание рабочих органов, сформировать заданную полосу обработки почвы и семенное ложе для последующей укладки семян. А это невозможно без теоретического описания процесса взаимодействия рабочих органов с почвой и экспериментального подтверждения работоспособности разработанной почвообрабатывающей машины для полосовой обработки почвы в производственных условиях.

Степень разработанности темы. В настоящее время накоплен большой теоретический и практический материал по совершенствованию и обоснованию параметров почвообрабатывающих машин для традиционной сплошной обработки почвы. Однако, требование формирования обработанных полос в сочетании с необработанными, наличие на поверхности поля мульчи и стерни, повышенная влажность почвы оказывают существенное влияние на технологический процесс, которые необходимо учитывать при разработке почвообрабатывающих машин для полосовой обработки.

Научные исследования полосовой обработки почвы в основном направлены на изучение влияния технологии на урожай сельскохозяйственных культур и изменения агрофона почвы. Теоретические и практические исследования по изучению влияния конструктивно-технологических параметров на качество обработки почвы, на тяговое сопротивление и забивание рабочих органов почвой и растительными остатками при полосовой обработке почвы практически отсутствуют.

В настоящее время в Российской Федерации не освоено массовое производство почвообрабатывающих машин для полосовой обработки почвы. Культиваторы для полосовой обработки почвы зарубежного производства очень дороги и к тому же разработаны без учета почвенных и климатических условий России и не позволяют сформировать семенное ложе для последующей укладки семян. В связи с этим повышение эффективности полосовой обработки почвы с одновременным формированием семенного ложа путем совершенствования конструктивно-технологической схемы и параметров культиватора является актуальной задачей.

Цель работы. Повышение эффективности полосовой обработки почвы путем совершенствования конструктивно-технологической схемы и параметров культиватора.

Объект исследования. Рабочие органы культиватора для полосовой обработки почвы.

Предмет исследования. Закономерности изменения энергетических и агротехнических показателей культиватора для полосовой обработки почвы.

Методика исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием методов классической земледельческой механики. Лабораторные, лабораторно-полевые и полевые эксперименты выполнены с использованием стандартных и разработанных частных методик, с применением методов планирования эксперимента. Полученные экспериментальные данные обработаны методами математической статистики в программах Microsoft Excel, Statistica.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочих органов полосового культиватора с почвой, позволяющая обосновать его основные конструктивно-технологические параметры.

2. Получены аналитические выражения для обоснования тягового сопротивления культиватора для полосовой обработки почвы с учетом конструктивно-технологических параметров рабочих органов и свойств почвы.

Новизна технических решений подтверждена патентами на полезную модель № 143494, 199669, 189360, 152987 (Приложения А, Б, В, Г).

Теоретическая значимость. Обоснована конструктивно-технологическая схема культиватора для полосовой обработки почвы, позволяющая сформировать полосу обработки на заданную глубину и семенное ложе для последующего высева семян. Разработанные математические модели позволяет аналитическим путем определить конструктивно-технологические параметры и тяговое сопротивление культиватора для полосовой обработки почвы в зависимости от физико-механических свойств почвы.

Практическая значимость. Технология полосовой обработки почвы, позволяющая за один проход культиватора сформировать полосу обработки на заданную глубину и семенное ложе для последующего высева семян. Обоснованные конструктивно-технологические параметры культиватора для полосовой обработки почвы и экспериментальный образец культиватора разработанный на этой основе позволяет внедрить технологию полосовой обработки почвы с одновременным внесением удобрений.

Результаты исследований могут применяться при разработке культиваторов для полосовой обработки почвы, а также комбинированных орудий для обработки почвы и внесения удобрений.

Работа выполнена в соответствии с научно-исследовательской программами «Совершенствование технических средств и технологических приемов сельскохозяйственного производства» (рег. № 01201462520) на 2014-2019 гг. и «Повышение качества выполнения технологических операций на основе совершенствования рабочих органов сельскохозяйственных машин» (Рег. № 01201058947) на кафедре сельскохозяйственных и технологических машин ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ.

Реализация результатов исследований. Разработанный культиватор для полосовой обработки почвы внедрен в обособленном подразделении ООО "Башкир-агроинвест" Буздякского района Республики Башкортостан.

Вклад автора в проведенное исследование. Состоит в непосредственном участии автора в получении исходных данных, разработке методик и проведении экспериментальных исследований, теоретическом обосновании конструктивно-технологических параметров рабочих органов культиватора для полосовой обработки почвы, в разработке и изготовлении экспериментальной секции и культиватора для полосовой обработки, обработке и интерпретации экспериментальных данных, подготовке основных публикаций по выполненной работе, личном участии в апробации результатов исследований

Апробация работы. Результаты исследований были доложены в международной научно-практической конференция "Совершенствование конструкции, эксплуатации и технического сервиса автотракторной и сельскохозяйственной техники" (г. Уфа, 2013 г.), международной научно-практической конференции в рамках XXIII Международной специализированной выставки "АгроКомплекс-2013" (г. Уфа, 2013 г.), международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» (г. Челябинск, 2014 г.), международной научно-практической конференции, посвящённой 85-летию Башкирского государственного аграрного университета, в рамках XXV Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2015» (г. Уфа, 2015 г.), международной молодежной научно-практической конференции «Наука молодых - инновационному развитию АПК» (г. Уфа, 2016 г.), международной научно-практической конференции в рамках XXIX Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2019» (г. Уфа, 2019 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе в рецензируемых российских научных изданиях - 2, в изданиях, рецензируемых международной базой цитирования Scopus - 1, патентов на полезную модель - 4. Общий объем публикаций составляет 6.8 п.л., из них автору принадлежат 2,58 п.л..

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста и содержит введение, пять глав, выводы и приложения.

Список использованной литературы включает 104 источника, 57 из которых на иностранном языке. Диссертация содержит 36 таблиц, 53 рисунка и иллюстраций, 11 приложений.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Теоретическое обоснование конструктивной схемы секции культиватора для полосовой обработки почвы.

2. Теоретическое обоснование процесса взаимодействия с почвой рабочих органов культиватора для полосовой обработки.

3. Энергетическая и агротехническая оценка рабочих органов культиватора для полосовой обработки почвы.

4. Технико-экономическая оценка эффективности культиватора для полосовой обработки почвы.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Оценка энергетических и агротехнических показателей полосовой

обработки почвы

В современном сельскохозяйственном производстве используются различные системы и технологии обработки почвы. Самым распространенным является традиционная технология глубокой обработки почвы с оборотом пласта, которая осуществляется в основном лемешными плугами. Кроме этого используется минимальная технология с глубоким рыхлением без оборота пласта, где основными орудиями для обработки почвы используются глубокорыхлители, чизели, плоскорезы. В конце XX века в мире началось внедрение технологий возделывания сельскохозяйственных культур без обработки почвы, так называемая нулевая технология (No-til, англ.) (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Технологии обработки почвы Традиционная технология включает в себя несколько этапов обработки почвы: отвальную вспашку плугом с оборотом пласта, боронование, предпосевную культивацию и посев. Традиционная технология является одной из самых

энергозатратных, требующая использования большого количества сельскохозяйственных орудий, таких как: лемешные, отвальные, дисковые плуги; зубовые и пружинные бороны; паровой культиватор; сеялки с дисковыми сошниками [6]. Во многих случаях традиционная обработка почвы, включая вспашку, потребляет 29-59% всего дизельного топлива, необходимого для полной технологии [6, 7, 8, 9].

Таблица 1.1 Расход топлива на обработку почвы по системам обработки почвы.

Технологическая операция обработки почвы культура Расход топлива на обработку почвы (л / га) Процент топлива на обработку почвы от полных затрат на технологию (%) Использованный источник литературы

Традиционная система обработки почвы

Вспашка, подготовка почвы (2-х кратная ротационная борона) Озимая пшеница 71 54 [6]

Сахарная свекла 71 39 [6]

Картофель 71 29 [6]

Обработка стерни, вспашка, предпосевная обработка почвы Кукуруза 40 59 [9]

Вспашка, подготовка почвы (2-х кратная дисковая борона, комбинированный орудие) Кукуруза 57 - [7]

Озимая пшеница 46 - [7]

Ячмень 45 - [7]

Вспашка, подготовка почвы (дисковая борона) Озимая пшеница 60 [10]

Технологическая операция обработки почвы культура Расход топлива на обработку почвы (л / га) Процент топлива на обработку почвы от полных затрат на технологию (%) Использованный источник литературы

Минимальная система обработки почвы

Подготовка почвы (ротационная борона) Озимая пшеница 21 25 [6]

Сахарная свекла 21 15 [6]

Картофель 21 11 [6]

Обработка стерни, дисковая обработка, предпосевная обработка почвы Кукуруза 26 48 [9]

Чизельная вспашка, подготовка почвы Кукуруза 57 - [7]

Озимая пшеница 46 - [7]

Ячмень 45 - [7]

Минимальная обработка почвы (роторный культиватор, двукратный проход) Кукуруза 40 [11]

Полосовая система обработки почвы

Полосовая обработка почвы Кукуруза 30 - [11]

Минимальная технология предполагает проведение таких операций, как глубокое рыхление без оборота пласта, культивацию и посев. Это значительно

менее энергозатратная технология и требует использование меньшего количества сельскохозяйственных орудий по сравнению с традиционной технологией, таких как: чизельный плуг, чизельный культиватор, глубокорыхлитель, плоскорез, щелеватель; тяжёлый культиватор дискатор; сеялки с лаповыми сошниками [6].

При минимальной технологии расход топлива на обработку почву снижается более чем в два раза по сравнению с традиционной системой (таблица 1.1). Sesiz и др. [12] исследовали изменения рабочего времени и расхода топлива в зависимости от способа обработки почвы. Применение методов минимальной обработки почвы сокращает как время работы, так и расход топлива примерно в 2-3 по сравнению с традиционной обработкой почвы со вспашкой.

Нулевая технология представляет собой посев семян по необработанному агрофону за один проход с помощью сеялок прямого посева с анкерными или дисковыми сошниками.

К настоящему времени преимущества нулевой технологии для борьбы с эрозией почвы хорошо задокументированы и стимулировали его широкое распространение как в России, так и за рубежом [13, 14, 15]. Только в Соединенных Штатах технология no-till использовалась примерно на 56% от общей площади посевов сои (2012 г.), 42% посевов кукурузы (2016 г.) и 67% посевов пшеницы (2017 г.) [16].

К основным преимущества нулевой технологии можно отнести [17, 18, 9]:

- производственные затраты уменьшаются в среднем на 30-40%, а эксплуатационные затраты - до 60%, расход топлива при этом снижается с 60 л/га до 45-40 л/га;

- более низкая потребность в трудовых ресурсах, без потерь в производительности;

- уменьшение количества используемой техники для обработки. Обычно для охвата площади в 2,5 тысячи гектар требуется 64 единицы (21 наименований), в случае с No-Till нужно в 5 раз меньше (11-13 машин);

- экономия средств, идущих на восстановление полей после водной или ветровой эрозии [19].

Еще одним преимуществом нулевой обработки можно указать рациональное использование минеральных удобрений. Измельченные соломистые и растительные остатки насыщают почву азотом и органикой, поэтому потребность во внесении минеральных удобрений значительно уменьшается [18].

Применение систем минимальной обработки почвы снижает количество операций, выполняемых сельскохозяйственной техникой. По сравнению с традиционной обработкой почвы, энергозатраты на минимальную обработку почвы могут быть на 18-53% ниже. В системе нулевой обработки можно еще больше снизить энергозатраты, время работы и выбросы CO2 на 75-83% [19].

Нулевая обработка почвы хотя и считается краеугольным камнем ресурсосберегающего земледелия для повышения продуктивности почвы и улучшения состояния почвы и окружающей среды, однако no-till не может быть агрономической и экологической панацеей во всех производственных ситуациях. Хотя преимущества no-till для борьбы с водной, ветровой и почвенной эрозией, экономии воды и снижения денежных и энергетических затрат хорошо известны [20, 21, 22, 17, 9], однако без обработки почвы проблемы возникают при борьбе с сорняками [23], со стратификацией питательных веществ [24, 25], с закислением почвы [26], с уплотнением почвы [27, 28] и водоотталкивающими свойствами [29].

Одним из основных препятствий для долгосрочного примененеия системы нулевой обработки является применение химических препаратов для уничтожения сорняков и устойчивость некоторых видов сорняков к гербицидам [30, 23]. Точно так же поверхностное внесение удобрений, накопление поверхностных остатков и отсутствие перемешивания почвы при no-till по сравнению с почвами, обрабатываемыми традиционным способом, вызвали опасения по поводу вертикальной стратификации подкисления почвы и питательных веществ [31]. Питательные вещества, сконцентрированные у поверхности в необрабатываемых почвах, подвержены потерям из-за стока, эрозии и испарения. Кроме того, расслоение питательных веществ может не только увеличить риск потерь, но также может снизить доступность неподвижных питательных веществ для сельскохозяйственных культур.

Технология полосовой обработки почвы (Strip-Till, англ.) в отличие от нулевой предусматривает рыхление и обработку полос почвы определенной ширины меньшей ширины междурядий, на которых производиться дальнейший посев. Таким образом формируются обработанные полосы почвы в чередовании с необработанными полосами как при нулевой технологии.

С точки зрения повышения урожайности и устранения недостатков нулевой технологии полосовая технология более эффективна [33]. Она сочетает в себе преимущества минимальной технологии и нулевой обработки почвы.

В последние годы полосовая обработка почвы становится все более популярной из-за уменьшения прямого воздействия почвообрабатывающих машин. В зависимости от выращиваемых культур и ширины полосы нарушается только часть почвы, поэтому воздействие на почву снижается. Полосная обработка почвы положительно влияет на защиту почвы и снижение затрат энергии.

Полосы почвы обрабатываются на глубину до 250 мм, т.е. достаточной для формирования корневой системы многих сельскохозяйственных культур. Растения при этом созревают в тех же условиях, что и при минимальной обработке почвы. А необработанная почва между растениями благодаря растительным остаткам на поверхности почвы, позволяет снизить процессы деградации почвы, выщелачивание питательных веществ и испарение воды из почвы при улучшении биологической активности и структуры почвы [4, 34, 35].

Полосовая обработка почвы значительно экономит энергозатраты, поскольку она затрагивает на 50-75% меньше поверхности почвы, чем традиционная обработка почвы [36, 5]. Традиционная обработка почвы - это обработка почвы на всю ширину почвы, обычно включающая вспашку или интенсивные проходы обработки почвы, нарушающие всю поверхность почвы и выполняемые до и / или во время посева. При полосовой обработке полосы (покрывающие менее трети поверхности почвы) обрабатываются, а остатки перемещаются на необработанные полосы. Затем высевают семена на вспаханные полосы [37]. Такая обработка почвы существенно влияет на температуру и влажность почвы, т.к. растительные остатки, которые остаются между полосами, уменьшают испарение воды из почвы [38, 39,

40, 41]. Растительные остатки оказывает значительное влияние на температуру и влажность почвы, тем самым обеспечивая более благоприятные условия для роста растений на начальных этапах. Урожай при полосовой обработке почвы аналогичен традиционной, минимальной и нулевой технологиям обработки почвы [5, 42]. Кроме того, количество растительных остатков на поверхности почвы влияет на эрозию почвы, которая может быть уменьшена до 95% [43].

В своих исследованиях G. Opoku и др. [44] обнаружили, что урожай зерна кукурузы при полосовой обработке почвы был выше, чем при нулевой обработке почвы, и аналогичен традиционной обработке почвы, включающей отвальную вспашку + дисковое боронование. D. Wysocki [45] установил, что урожайность при полосовой обработке почвы была примерно на 3% ниже, чем при традиционной обработке почвы. W.L.Lowther и др. [46] в своих исследованиях установили, что полосовая обработка почвы была идеальным методом обновления пастбищ, в то время как R.M. Cruse [47] обнаружил, что небольшого увеличения урожайности кукурузы при традиционной обработке почвы было недостаточно, чтобы компенсировать различия в общих производственных затратах, которые были ниже при полосовой обработке почвы.

M. Temesgen и др. [48] сравнили полосовую обработку почвы с глубоким рыхлением и без него с традиционной системой обработки почвы отвальным плугом. Используя данные об общем испарении, они обнаружили, что полосовая обработка почвы с последующим глубоким рыхлением дала наименьший поверхностный сток, наибольшую транспирацию, наибольший урожай зерна и наибольшую продуктивность воды. Однако, согласно J.E. Morrison [49], нет необходимости в глубокой обработке почвы в системе полосовой обработки почвы, потому что поверхностной обработки почвы достаточно для увеличения урожайности кукурузы.

A. Celik и S. Altikat [50] сравнили влияние различной ширины полосовой обработки почвы на всходы семян, рост растений и урожай зеленой массы кукурузы. Они определили, что большая ширина полосы увеличивает температуру почвы, прорастание всходов, высоту растений и урожай силоса, однако

увеличивает испарение из почвы, что приводит к более низкому содержанию влаги в почве. D.D. Bosch и др. [51] установили, что сток воды при традиционной обработке почвы был на 81% больше, чем при полосовой обработке почвы. Что касается отдельных показателей качества почвы, S. Bilen и др. [4] обнаружили, что увеличение ширины полосы при полосовой обработке увеличивает потоки CO2 -C в почве и популяцию бактерий, но снижает популяцию грибов и объемную плотность почвы.

M.A. Licht и M. Al-Kaisi [52] выяснили, что полосная обработка почвы ускоряет потерю влаги в почве немного больше, чем при нулевой обработке почвы, но основное отличие состоит в том, что она повышает температуру почвы на 1.. .1,4°C в верхних 5 см.

В целом полосная обработка почвы, по-видимому, лучше всего подходит для плохо дренированных, влажных, плохо прогреваемых почв, на которых задерживается прорастание семян. Полосная обработка почвы помогает просушить и прогревать почву весной, облегчая работу сеялок и способствуя прорастанию семян [53]. Таким образом, полосная обработка почвы может повысить температуру почвы в междурядьях, в то же время используя покрытие растительных остатков между рядами позволит сохранить влажность почвы для роста и развития растений.

A. Celik и др. [38] в результате двухлетних опытов установили, что ширина полосы существенно не повлияла на сопротивление грунту проникновению и его объемную плотность. Однако содержание влаги в почве увеличивалось по мере уменьшения ширины полосы, а ширина полосы 22,5 см сохраняла больше влаги на глубине 0-100 мм по сравнению с полосами шириной 30 и 37,5 см. Температуры почвы в верхнем 5- сантиметровом слое почвы для полос шириной 37,5, 30 и 22,5 см не показали значительных различий в период всходов семян. Однако температура почвы с полосой 22,5 см в целом была выше, чем температура полосы шириной 37,5 и 30 см в то время суток (12-14 часов), когда температура воздуха и почвы достигла максимума. По мере увеличения ширины полосы процент всходов и индекс скорости всходов увеличивались, а среднее время всходов уменьшалось.

Общая сухая биомасса подсолнечника, урожай сухих семян и высота растений увеличивались по мере увеличения ширины полосы. Наибольшие значения общей биомассы, урожайности семян, высоты растений и диаметра стебля были получены для ширины полосы 37,5 см. В целом увеличение ширины полосы усилило эффект обработки почвы, значительно увеличило массу корней подсолнечника и уменьшило засоренность сорняками. Однако, увеличение ширины полосы привело к увеличению расхода топлива трактором.

Полосовая обработка почвы все еще является довольно новой технологией обработки почвы в России, но это простой, практичный и эффективный вид консервативной обработки почвы, который можно легко применять для различных культур, включая кукурузу и подсолнечник. Он может повысить температуру почвы на вспаханных полосах, что важно для прорастания семян и роста растений в условиях Поволжья, где весной почва прогревается довольно долго.

При полосовой обработке почвы также используется покрытие растительных остатков между рядами, чтобы сохранить влажность почвы для роста и развития растений, но и за счет снижения объема обрабатываемой почвы снижаются производственные затраты. Ширина полосы может быть изменена механически с помощью специального оборудования, но в настоящее время было проведено мало исследований для определения оптимальной ширины полосы для прорастания и роста растений. В свою очередь ширина полосы зависит от глубины хода рыхлительных рабочих органов культиватора для полосовой обработки почвы. В связи с этим с технической точки зрения необходимо изучить влияние глубины и ширины образуемых полос на энергетические и агротехнические показатели работы полосового почвообрабатывающего агрегата.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Валиулин Ирек Эмильевич, 2023 год

ь /

■н ^ ___-2

3

1.25

1.5

1Л5

2.25

W V м/с

1 - ар=0,18 м, 2 - ар=0,25 м, 3 - ар=0,28 м

Рисунок 4.18 - Зависимость ширины посевного ложа от рабочей скорости агрегата при разной глубине хода рыхлителей

Расстояние между рыхлителями Вр

20 т 18 т 16 Ol 20т 18 т 16 сп 20 т 18 т 16 т 20т 13 т 16 т

% а1:3

в s lt

0 Щ21 27Q8 ш 284 282 256А 279Л 2662 271 263А 269 257,1

200кг/га 306.1 ЗЦ2 288 Щ5 305,2 ЗОО 30\1 299 292.1 2% 289 271

300кг/гп 311 299.4 30i. 8 301 Ж1 306,2 301 304 305.6 297.1 289 304

26 см Д См 22 см 20 см

ГлуВина хода рыхлителей ар

Рисунок 4.19 - Урожайность кукурузы на зерно по делянкам

Рисунок 4. 20 - Развитие зеленой массы кукурузы

В таблицах 4.17-4.20 и на рисунках 4.21-4.24 представлены зависимости урожайности кукурузы от расстояния между рыхлителями, нормы внесения минеральных удобрений при разных глубинах хода рыхлителей.

В таблице 4.17 и на рисунке 4.16 представлены результаты замера урожая кукурузы при глубине хода рыхлителей ар=0,26 м.

Таблица 4.17 - Зависимость урожайности кукурузы от расстояния между рыхлителями и нормы внесения удобрений (а1=0,26 м)

Норма внесения удобрений Оу, кг/га Урожайность р, ц/га

Вр=0,16 м Вр =0,18 м Вр =0,2 м

0 169,4 270,8 272,1

200 228 311,2 306,1

300 229,7 299,4 304,8

1 - без удобрений; 2 - удобрения 200 кг/га; 3 - удобрения 300 кг/га

Рисунок 4.21 - Зависимость урожайности кукурузы от расстояния между рыхлителями и нормы внесения удобрений (ар=0,26 м)

Из гистограмм видно, что внесение удобрения влияет на урожайность. При расстоянии между рыхлителями равном 0,16 м урожайность кукурузы без удобрений составляет 169,4 ц/га, а с внесением удобрений 200 и 300 кг/га урожайность составила 228 и 229,7 ц/га соответственно, при этом рост урожайности составляет около 35%. При установке рыхлителей на расстоянии 0,18 м и норме внесения удобрений 200 кг/га урожайность кукурузы даже больше чем при внесении удобрений нормой 300 кг/га. Это видимо связано с тем, что при установке рыхлителей 0,18 м и глубине обработки и внесения удобрений 0,26 м создаются наиболее благоприятные условия для роста и развития растений.

Во время опытов было установлено, что при выполнении технологического процесса обработки почвы с внесением удобрений с расстоянием между рыхлителями равном 0,16 м посевное ложе практически не образовывалось. Затем, при посеве, семена укладывались на разную глубину с нарушением прямолинейности. При этом наблюдалось сгруживание почвы в пространстве между рыхлителями, что нарушало равномерность хода рыхлителей по глубине и привело к повышению тягового сопротивления культиватора и расхода топлива. С

увеличением расстояния между рыхлителями на 0,18 и 0,2 м рост урожая составил без внесения удобрений - до 60%, с нормой внесения 200 кг/га - 34,2% и с нормой внесения 300 кг/га - 32,6%. Установлено, что влияние расстояния между рыхлителями на рост урожайности кукурузы даже больше, чем удобрений. Увеличение нормы внесения минеральных удобрений с 200 кг/га до 300 кг/га к существенному увеличению урожая не ведёт.

В таблице 4.18 и на рисунке 4.22 представлены результаты опыта при глубине хода рыхлителей 0,24 м.

Таблица 4.18 - Зависимость урожайности кукурузы от расстояния между рыхлителями и нормы внесения удобрений (а1=0,24 м)

Норма внесения удобрений Qу, кг/га Урожайность р, ц/га

В=0,16 м В=0,18 м В=0,2 м

0 256,4 282 284

200 300 305,2 310,5

300 306,2 308,1 301

1 - без удобрений; 2 - удобрения 200 кг/га; 3 - удобрения 300 кг/га

Из результатов видно, что при расстоянии между рыхлителями равном 0,18 и 0,2 м урожайность при внесении удобрений по сравнении с посевом без внесения удобрений выше в среднем на 9... 10%. Однако, при норме внесения удобрений 200 кг/га и 300 кг/га существенного изменения урожая нет. Однако, при установке рыхлителей на расстоянии менее 0,18 м, согласно результатам предыдущих исследований, тяговое сопротивление и расход топлива выше, чем при расстоянии 0,2 м.

В таблице 4.19 и на рисунке 4.23 представлены аналогичные результаты при глубине хода рыхлителей равном 0,22 м.

Таблица 4.19 - Зависимость урожайности кукурузы от расстояния между рыхлителями и нормы внесения удобрений (а1=0,22 м)

Норма внесения удобрений Qу, кг/га Урожайность р, ц/га

В=0,16 м В=0,18 м В=0,2 м

0 271 266,2 279,4

200 292,1 299 301,1

300 301 304 305,6

1 - без удобрений; 2 - удобрения 200 кг/га; 3 - удобрения 300 кг/га

Из полученных результатов видно, что урожай кукурузы при обработке почвы без внесения удобрений ниже на 9. 10%. По этим результатам также при внесении удобрений в количестве 200 и 300 кг/га разница в полученном урожае составила не более 1 %.

В таблице 4.20 и на рисунке 4.24 показаны аналогичные результаты при глубине хода рыхлителей 0,2 м.

Таблица 4.20 - Зависимость урожайности кукурузы от расстояния между рыхлителями и нормы внесения удобрений (а^0,20 м)

Норма внесения удобрений Qу, кг/га Урожайность р, ц/га

В=0,16 м В=0,18 м В=0,2 м

0 257,1 269 263,4

200 271 289 296

300 277 289 297,1

1 - без удобрений; 2 - удобрения 200 кг/га; 3 - удобрения 300 кг/га

Рисунок 4. 24 - Зависимость урожайности кукурузы от расстояния между рыхлителями и нормы внесения удобрений (ар=0,20 м)

Исходя из результатов видно, что при расстоянии установки рыхлителей равном 0,16 м по сравнению с расстоянием установки 0,18 и 0,2 м урожайность

кукурузы ниже в среднем на 2. 5% при отсутствии удобрений, при норме внесения удобрений 200 кг/га - на 9,2%, а при 300 кг/га - на 7,2%. При увеличении нормы внесения удобрений с 200 кг/га до 300 кг/га увеличение урожайности составило 2,2% при расстоянии установки рыхлителей 0,16 м. При установке рыхлителей 0,18 м и 0,2 м повышение урожайности не наблюдалось.

В результате полевых исследований установлено, что наиболее высокая прибавка урожая зеленой массы кукурузы наблюдается при расстоянии между рыхлительными стойками /р = 0,18 м, глубине хода рыхлительных стоек 0,26 м и норме внесения удобрений 200 кг/га. При этом создается глубоко разрыхленный почвенный фон и удобрения находятся в наиболее удобном для освоения корневой системой растений зоне.

Выводы по главе 4

1. Лабораторные эксперименты по обоснованию параметров секции культиватора позволили установить, что на энергоемкость обработки почвы секцией культиватора влияют все четыре конструктивно-технологические парамтеры. Наиболее существенно на тяговое сопротивление влияют угол наклона рыхлительных стоек ар и расстояние между рыхлительными стойками в продольном направлении /р. Тяговое сопротивление разрабатываемой секции культиватора для полосовой обработки почвы будет снижаться при уменьшении глубина хода рыхлительных стоек а, углов установки рыхлительных стоек в поперечной плоскости в и наклона рыхлительных стоек ар, а также при увеличении расстояния между рыхлительными стойками в продольном направлении /р.

2. По результатам лабораторно-полевых исследований обоснованы следующие конструктивно-технологические параметры секции культиватора, при которых наблюдается меньшее тяговое сопротивление:

- угол наклона рыхлительных стоек ар=73.. .75°;

- расстояние между стойками /р=0,2. 0,25 м.

- расстояние между стойками и лапой /лк=0,15 м.

В ходе лабораторно-полевых исследований установлено, что твердость почвы в образованном после прохода лапы семенном ложе и неравномерность хода рабочих органов по глубине повышается с увеличением скорости движения агрегата. Для устойчивого хода рабочих органов рекомендуется рабочая скорость 11,5 км/ч.

Установлено, что степень крошения почвы культиватором составляет 72 %, что соответствует агротехническим требованиям.

Проведенные исследования показали работоспособность разработанной секции культиватора в полевых условиях и доказали обоснованность конструктивно-технологических параметров.

3. По результатам полевых экспериментов установлено, что на тяговое сопротивление культиватора для полосовой обработки почвы влияют как технологические параметры агрегата, так и физико-механические свойства почвы. При обработке почвы повышенной влажности тяговое сопротивление возрастает и ухудшается качество обработки почвы. Увеличение влажности почвы на 7,5% (с 25,2 до 27,1 %) ведет к увеличению тягового сопротивления 5. 7,9%, а увеличение влажности на 20,6 % (с 25,2 до 30,4%) - к увеличению сопротивления до 10 %. Увеличение рабочей скорости агрегата и глубины хода рыхлителей ведет к увеличению тягового сопротивления орудия и расхода топлива на выполнение технологического процесса. При увеличении рабочей скорости в два раза тяговое сопротивление возрастает на 35.37 % независимо от влажности почвы. Увеличение рабочей глубины рыхлителей с 0,18 до 0,28 м (на 55%) ведет к увеличению тягового сопротивления на 8,3. 19,4%.

4. По результатам тензометрирования культиватора в полевых условиях установлено, что максимальное зарегистрированное сопротивление экспериментального культиватора составляет 18,9 кН при скорости движения 2,5 м/с. В связи с этим для агрегатирования четырехсекционного культиватора необходимо использовать трактор 2 класса тяги, а для восьмисекционного культиватора - трактор 4 класса тяги.

5. При глубине движения рыхлителей равной 0,18 м и 0,25 м ширина посевного ложа практически соответствует требованиям на всех диапазонах скоростей за исключением скорости 2,5 м/с. При глубине хода рыхлителей 0,28 м при скорости движения агрегата более 2 м/с ширина ложа несколько ниже требуемой, при скорости 2,5 м/с посевное ложе практически не образуется. Соответственно рекомендуемая скорость движения экспериментального культиватора при глубине хода рыхлителей 0,18.0,25 м не более 2,25 м/с, а при большей глубине не более 2 м/с.

6. В результате полевых исследований установлено, что наиболее высокая прибавка урожая зеленой массы кукурузы наблюдается при установке расстоянии рыхлительных стоек на расстоянии /р = 0,18 м, глубине обработки и внесения удобрений а]= 0,26 м и норме внесения удобрений 200 кг/га. При этом создается глубоко разрыхленный почвенный фон и благоприятные условия для роста и освоения удобрений.

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗРАБОТАННРОГО

КУЛЬТИВАТОРА

Технико-экономическая оценка разработанного культиватора проводилась по результатам использования на полях ООО «Башкирагроинвест» Республики Башкортостан (филиал «Кучербай»).

Для определения экономической эффективности внедрения в производство конструктивной разработки необходимо рассчитать затраты на изготовление. Расчет затрат на изготовление сци в руб. определяется по формуле:

с = с + с + с + с + с (5 1)

СЦИ сК.Д ^ сО.Д ^ сП.Д ^ ссб Н ^ сОП->

где Ск.д - стоимость изготовления корпусных деталей, руб.; Сод - затраты на изготовление оригинальных деталей, руб.; Сп.д - цена покупных деталей, изделий, агрегатов, руб.;

ССбН - полная заработная плата (с отчислениями) производственных рабочих,

занятых на сборке конструкции, руб.;

СОП - общепроизводственные расходы, руб.

с

Стоимость изготовления корпусных деталей К.Д в руб. определяется по

формуле:

ск . Д = 0к сТ . Д

(5.2)

где Qк - масса материала израсходованного на изготовление корпусных деталей (рама корпуса бункера для минеральных удобрений), кг;

О^д - средняя стоимость 1 кг готовых деталей, руб./кг. Qк= 16 кг; Ст.д = 100 руб./кг.

скд = 16-100 = 1600руб. Затраты на изготовление оригинальных деталей с<ОД в руб. определяются по

формуле:

с = с + с

сО.Д спр.1п т сМ 1 (5 3)

где СпрЛп— заработная плата рабочих, занятых на изготовление оригинальных деталей, руб.;

См1 - стоимость материала заготовок для оригинальных деталей, руб.; СЗ - стоимость материала заготовок, руб.

Полная заработная плата рабочих, занятых на изготовлении оригинальных

деталей Спр1п в руб. определяется по формуле:

С = С -I-С -л- С

Спр.1п Спр1 С Д1 Ссоц1 (5 4)

где Спр 1п - заработная плата рабочих, занятых на изготовлении оригинальных деталей, руб.;

Сд1 - дополнительная заработная плата, руб.; Ссоц1 - начисления по социальному страхованию, руб.

С„р1 = г^Кп, (5.5)

где 1л - средняя трудоёмкость изготовления отдельно оригинальных деталей, челч;

Сч - часовая ставка рабочих по среднему разряду, руб.;

К! - коэффициент учитывающий дополнительную оплату к основной заработной плате;

п - количество деталей, шт.

В конструкции культиватора имеются оригинальные детали, которые необходимо изготовить:

- клинья - 8 шт.;

- прикатывающие катки - 4 шт.

Средняя трудоёмкость изготовления 1 клина - 2 челч; 1 прикатывающего катка - 4 челч. Общая трудоёмкость составит П= 32 челч СЧ= 120 руб.; К= 1,03; п = 1 комплект. Спр1= 32 120 1,03 1 = 3955,2 руб.

(5. .12)Спр1

С„л =

(5.6)

100

Сд1= 103955,2/100 =395,5 руб.

зосср + сд1)

С

соц 100

, (5.7)

= 30 • (3955,2 + 395,5)

соц 100

Полная заработная плата на изготовление оригинальных деталей Спр.1п = 3955,2 + 395,5 + 1305,21 = 5655,91 руб.

Стоимость материала заготовок для оригинальных деталей См1 в руб. определяется по формуле:

См1 = Ц&, (5.8)

где Ц1— цена 1 кг материала заготовки, руб.; Qз- масса заготовок, кг. Ц1= 100 руб./кг; Qз= 130 кг

СМ1 =100 • 130 = 13000руб. Сод = 5655,91 + 13000 = 18655,91 руб. Цена покупных изделий берётся по прейскуранту. К покупным изделиям будем относить: метизы (болты, гайки и шайбы) - 4 кг, 400руб./кг.

Расходные материалы: круги отрезные - 10шт (27 руб./шт.; электроды - 15 кг (126 руб./кг).

Всего на сумму 2160 руб.

С =С + С + С

ССбН ССб + СДСб + С соц.Сб ^ д^

ССб = ТСбСчКг, (5 10)

где ТСб - нормативная трудоёмкость на сборочных работах, челч [10],

Тс6=КС^Сб , (5.11)

где Кс - коэффициент учитывающий соотношение между полным и оперативным временем сборки;

1сб - трудоёмкость составных частей конструкций, челч.

Кс = 1,08; ^б= 5,5 челчас. Тсб= 1,08 ■ 5,5=5,94 челч.

Ссб = 5,94 • 120 • 1,03 = 734,18руб

Дополнительная заработная плата:

_(5..12)Ссб Сдсб ~ 100

(5.12)

10 • 734,18 100

Сд сб =-= 73,2 РУб.

30(Ссб + Сд.сб)

Ссоц 100

(5.13)

_ 30(734,18 + 73,2) _ 100

Ссоц = V -^ = 242,21руб.

Полная заработная плата:

Ссб.н= 734,18 + 73,2 + 242,21 = 1049,59 руб. Общепроизводственные накладные расходы на изготовление:

С = С\рКоп (5 14)

Соп 100 ' (514)

где С1пр- основная заработная плата производственных рабочих, руб.;

КОП- коэффициент общепроизводственных расходов, %.

Коп = 15... 18%.

С1пр = Спр1+ Ссб, (5.15)

С1пр = 5655,91 + 734,18 = 6390,09 руб.

„ 6390,09 -17

Спп =-= 1086,32 руб.

ОП 100

Отсюда

Сци= 1600 + 18655,91 + 25000 + 6390,09 + 1086,32= 52732,32 руб. Эксплуатационные затраты на единицу времени ЭЗр в руб. определяются по формуле:

Эзр= А + Р + С + З, (5.16)

где ЭЗр- эксплуатационные затраты на единицу времени работы.

Амортизационные отчисления А в руб. определяются по формуле:

А-

100ЖТср

(5.17)

где Н = 12 % - общая норма отчислений;

Тср- годовая фактическая загрузка культиватора, га (Тср= 100 га);

W - часовая производительность машины, га/ч (W=2,1 га/ч).

. 52732,32 -12

А =-= 30,12 руб / га

100 • 2,1-100

Отчисления на ремонт Р в руб. определяются по формуле, при Н =22 %

_ 52732,32 • 22

Р =-= 27,62 руб / га

100 • 2,1- 200

п 52732,32 • 22 _

Р =---= 55,24руб / га

100 • 2,1400

Заработная плата оператора определяется по формуле:

К ттТг З = ■ Д

W т

'' Чт см

(5.18)

где Кд=1,03- коэффициент дополнительной оплаты;

7е=500 руб. - договорная стоимость, определённая предприятием;

Жч=2,1 га/час - часовая производительность агрегата;

тсм=0,85 - коэффициент использования времени смены.

1,03 - 500

З = --= 288,51 руб / га

2,1 - 0,85

Погектарный расход топлива составляет 12 л/га (гл. 4). Стоимость 1 л топлива составляет 49 руб. Итого на 12 га расход составит 588 руб.

Эксплуатационные затраты на модернизированный культиватор:

Э=30,12 + 55,24 + 588 + 288,51=961,87 руб./га В таблицах 5.1 и 5.2 представлена себестоимость возделывания кукурузы по традиционной и полосовым технологиям (данные представлены Башкирароинвест, 2022 г).

Таблица 5.1 - Себестоимость кукурузы на силос (традиционная технология)

№ п/п Технологическая операция Затраты руб./га

1 Вспашка (осень) 1491

2 Боронование 225

3 Внесение минеральных удобрений по вспашке. Норма 100кг. 2400

4 Культивация 570

5 Сев кукурузы с внесением МУ (Краснодарский 194 МВ гибрид) 4359

6 Обработка СХЗР. Рабочий раствор никосульфурона 200 мл на 150- 200 л. На 1 га. 1650

7 Междурядная обработка кукурузы 999

8 Прямое кошение с измельчением на силос 198

Всего 11892,00

Таблица 5.2 - Себестоимость кукурузы на силос (полосовая технология)

№ п/п Технологическая операция Затраты руб./га

1 Обработка полос с внесением удобрений (эксплуатационные затраты на модернизированный культиватор). Норма 100кг. 961,87

2 Сев кукурузы (Краснодарский 194 МВ гибрид) 4359

3 Обработка СХЗР. Рабочий раствор никосульфурона 200 мл на 150- 200 л. На 1 га. 1650

4 Обработка СХЗР. Рабочий раствор никосульфурона 200 мл на 150- 200 л. На 1 га. 1650

5 Прямое кошение с измельчением на силос 198

Всего 8818,87

Исходя из данных, представленных в таблице, видно, что затраты на возделывание кукурузы по полосовой технологии ниже на 3073,13 руб./га.

Средняя сравнительная урожайность кукурузы при возделывании по традиционной и полосовой технологиям технологии составила 270...300 ц/га. Разница в урожайности в зависимости от технологии обработки почвы не наблюдалась.

Срок окупаемости капиталовложений

ТаК=К , (5.19)

Отсюда окупаемость капиталовложений составит:

52732 32 = 52732,32 = 0,11 472313

Таким образом при внедрении полосовой технологии обработки почвы в ООО «Башкирагроинвест» при возделывании кукурузы на силос с использованием разработанного полосового культиватора снижение общих затрат составляет 3073,13 руб./га. Общий экономический эффект от использования разработанного культиватора при возделывании кукурузы на площади 50 га в 2022 г. составил 153,7 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обоснована конструктивно-технологическая схема секции культиватора для предпосевной полосовой обработки почвы, отличающаяся от существующих конструкций тем, что позволяет за один проход создать глубокообработанный фон заданной ширины и глубины и сформировать посевное ложе для посева семян. Обоснованы конструктивно-технологические параметры секции культиватора: при глубине хода рыхлительных стоек 20 см, глубине посева 7 см, ширине формируемого посевного ложа не менее 7 см расстояние между рыхлительными стойками с = 20.22 см. Обоснованы основные конструктивно-технологические параметры дисковых очистителей: диаметр дисков .0=210 м, радиус кривизны дика Я = 200 мм, угол атаки дисков ад=20о, глубина их хода ад=0,023 м.

2. Получены аналитические выражения для определения тягового сопротивления секции культиватора полосовой обработки почвы. Для принятых физико-механических свойств почвы и обоснованных конструктивных параметров расчетное тяговое сопротивление секции культиватора изменяется в пределах 85,97.141,26 Н. В лабораторных условиях на почвенном канале тяговое сопротивление секции культиватора варьируется в пределах 99,1.228,1 Н.

3. Изготовлены экспериментальные образцы рабочих секций культиватора и на их основе четырехсекционный культиватор для предпосевной полосовой обработки почвы. По результатам лабораторно-полевых исследований обоснованы следующие конструктивно-технологические параметры секции культиватора, при которых ее тяговое сопротивление снижается:

- угол наклона рыхлительных стоек ар=73.. .75°;

- расстояние между стойками /р=0,18... 0,26 м.

- расстояние между стойками и лапой /лк=0,15 м.

Для формирования посевного ложа и устойчивого хода рабочих органов рекомендуется рабочая скорость 4,7.7,2 км/ч при глубине хода рыхлителей ар=0,25 м.

Максимальное тяговое сопротивление экспериментального культиватора в полевых условиях составляет 18,9 кН, расход топлива трактором 14,5.23,2 л/га.

Наиболее высокая прибавка урожая кукурузы наблюдается при расстоянии между рыхлительными стойками /р = 0,18 м, глубине хода рыхлительных стоек а]= 0,26 м и норме внесения удобрений 200 кг/га.

5. Установлено, что внедрение полосовой технологии обработки почвы в ООО «Башкирагроинвест» при возделывании кукурузы с использованием разработанного полосового культиватора приводит к снижению общих затрат на 3073,13 руб./га. Общий экономический эффект от использования разработанного культиватора при возделывании кукурузы на площади 50 га в 2022 г. составил 153,7 тыс. руб.

Перспективы дальнейшей разработки темы

В дальнейшем необходимо совершенствовать конструкцию культиватора для совмещения технологических операций полосовой обработки почвы и посева за один проход агрегата. В теоретической части необходимо использовать методы моделирования при обосновании основных конструктивно-технологических параметров орудия.

Список литературы

[1] Claus G.S0rensen, Villy Nielsen. Operational Analyses and Model Comparison of Machinery Systems for Reduced Tillage, Biosystems Engineering, Volume 92, Issue 2, October 2005, Pages 143-155.

[2] Jabro J. D. et al. Bulk density, water content, and hydraulic properties of a sandy loam soil following conventional or strip tillage. - 2011..

[3] The adoption of non-inversion tillage systems in the United Kingdom and the agronomic impact on soil, crops and the environment-a review. Soil Tillage Res., 108 (2010), pp. 1-15,.

[4] Bilen S., Qelik A., Altikat S. Effects of strip and full-width tillage on soil carbon IV oxide-carbon (CO2-C) fluxes and on bacterial and fungal populations in sunflower //African Journal of Biotechnology. - 2010. - T. 9. - №. 38. - C. 6312-6319..

[5] Evans, R. G., W. B. Stevens, and W. M. Iversen. Development of Strip Tillage on Sprinkler Irrigated Sugarbeet. Applied Engineering in Agriculture, vol. 26, no. 1, 2010, pp. 59-69..

[6] Koga N. et al. Fuel consumption-derived CO2 emissions under conventional and reduced tillage cropping systems in northern Japan //Agriculture, Ecosystems & Environment. - 2003. - T. 99. - №. 1-3. - C. 213-219..

[7] Filipovic D. et al. The possibilities of fuel savings and the reduction of CO2 emissions in the soil tillage in Croatia //Agriculture, ecosystems & environment. - 2006. - T. 115. - №. 1-4. - C. 290-294..

[8] Stajnko D. et al. Effects of Different Tillage Systems Fuel Savings and Reduction of CO-Emissions Production of Silage Corn in Eastern Slovenia //Polish Journal of Environmental Studies. - 2009. - T. 18. - №. 4..

[9] Sarauskis E. et al. Fuel consumption and CO2 emission analysis in different strip tillage scenarios //Energy. - 2017. - T. 118. - C. 957-968..

[10] Akbarnia A., Farhani F. Study of fuel consumption in three tillage methods //Research in Agricultural Engineering. - 2014. - Т. 60. - №. 4. - С. 142-147..

[11] Barut Z. B., Ertekin C., Karaagac H. A. Tillage effects on energy use for corn silage in Mediterranean Coastal of Turkey //Energy. - 2011. - Т. 36. - №. 9. - С. 5466-5475..

[12] Sessiz A. et al. Tillage effects on sunflower (Helianthus annuus, L.) emergence, yield, quality, and fuel consumption in double cropping system //Journal of Central european agriculture. - 2008. - Т. 9. - №. 4. - С. 697-709..

[13] R. Casao Jr, A. de Araujo, R. Llanillo / No-till Agriculture in Southern Brazil: Factors that Facilitated the Evolution of the System and the Development of the Mechanization of Conservation Farming // The Food and Agricultural Organization of the United, Nations and Instituto Agronomico do Paraná (2012).

[14] Сафин Х.М. Технология No-Till в системе сберегающего земледелеия: теория и практика внедрения. -Уфа: Мир печати, 2013. -72 с..

[15] Трусов, А. С. Технологии No-till и Strip-till - основные преимущества (опыт ООО «Зерно Белогорья») / А. С. Трусов // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - № 12. - С. 20..

[16] R. Claassen, M. Bowman, J. McFadden, D. Smith, S. Wallander / Tillage Intensity and Conservation Cropping in the United States // Economic Research Service, U.S. Department of Agriculture (2018), Economic Information Bulletin, 197.

[17] Габитов И.И. Система машин и оборудования для реализации инновационных технологий в растениеводстве и животноводстве республики Башкортостан. / Габитов И.И., Мударисов С.Г., Исмагилов Р.Р. и др. -Уфа: Башкирский ГАУ, 2014. -327 с..

[18] https://alfagro.com.ua/plyusy-i-minusy-tehnologii-shhadyashhej-obrabotki-pochvy-no-till/.

[19] S0rensen C. G., Nielsen V. Operational analyses and model comparison of machinery systems for reduced tillage //Biosystems engineering. - 2005. - T. 92. - №. 2. - C. 143-155..

[20] Grandy A. S., Robertson G. P., Thelen K. D. Do productivity and environmental trade-offs justify periodically cultivating no-till cropping systems? //Agronomy Journal. - 2006. - T. 98. - №. 6. - C. 1377-1383..

[21] Obour A. K. et al. Changes in soil surface chemistry after fifty years of tillage and nitrogen fertilization //Geoderma. - 2017. - T. 308. - C. 46-53..

[22] Lewis R. W. et al. Altered bacterial communities in long-term no-till soils associated with stratification of soluble aluminum and soil pH //Soil Systems. -2018. - T. 2. - №. 1. - C. 7..

[23] Dang Y. P. et al. Strategic tillage in no-till farming systems in Australia's northern grains-growing regions: II. Implications for agronomy, soil and environment //Soil and Tillage Research. - 2015. - T. 152. - C. 115-123..

[24] Garcia J. P. et al. One-time tillage of no-till: Effects on nutrients, mycorrhizae, and phosphorus uptake. - 2007..

[25] Blanco-Canqui H. et al. Addition of cover crops enhances no-till potential for improving soil physical properties //Soil Science Society of America Journal. -2011. - T. 75. - №. 4. - C. 1471-1482..

[26] Barth V. P. et al. Stratification of soil chemical and microbial properties under no-till after liming //Applied Soil Ecology. - 2018. - T. 130. - C. 169-177..

[27] Moreno F. et al. Conservation agriculture under Mediterranean conditions in Spain //Biodiversity, biofuels, agroforestry and conservation agriculture. -Springer, Dordrecht, 2010. - C. 175-193..

[28] Blanco-Canqui H., Ruis S. J. No-tillage and soil physical environment //Geoderma. - 2018. - T. 326. - C. 164-200..

[29] Blanco-Canqui H. Does no-till farming induce water repellency to soils? //Soil use and management. - 2011. - T. 27. - №. 1. - C. 2-9..

[30] Chauhan B. S., Singh R. G., Mahajan G. Ecology and management of weeds under conservation agriculture: a review //Crop Protection. - 2012. - Т. 38. - С. 57-65..

[31] Blanco-Canqui H., Lal R. No-tillage and soil-profile carbon sequestration: An on-farm assessment. - 2008..

[32] Юсупов Р.Ф. Обоснование параметров и разработка комбинированной сеялки для нулевого посева. Дисс. на соиск. уч. степени канд. наук. - Уфа, 2017, -242 с..

[33] Сафин Х.М. Технология Strip-Till в системе сберегающего земледелия: теория и практика внедрения. - Уфа: Мир печати, 2013.-72с..

[34] Jabro J. D. et al. Bulk density, water content, and hydraulic properties of a sandy loam soil following conventional or strip tillage. - 2011..

[35] Morris N. L. et al. The adoption of non-inversion tillage systems in the United Kingdom and the agronomic impact on soil, crops and the environment—A review //Soil and Tillage Research. - 2010. - Т. 108. - №. 1-2. - С. 1-15..

[36] Wolkowski R. P. Row-placed fertilizer for maize grown with an in-row crop residue management system in southern Wisconsin //Soil and Tillage Research. -2000. - Т. 54. - №. 1-2. - С. 55-62..

[37] Townsend T. J., Ramsden S. J., Wilson P. How do we cultivate in England? Tillage practices in crop production systems //Soil use and management. - 2016. - Т. 32. - №. 1. - С. 106-117..

[38] Celik A., Altikat S., Way T. R. Strip tillage width effects on sunflower seed emergence and yield //Soil and Tillage Research. - 2013. - Т. 131. - С. 20-27..

[39] Godsey C. B. et al. Strip-Till Considerations in Oklahoma. - 2015..

[40] Licht M. A., Al-Kaisi M. Strip-tillage effect on seedbed soil temperature and other soil physical properties //Soil and Tillage research. - 2005. - Т. 80. - №. 12. - С. 233-249..

[41] Morrison J. E. et al. ONE-PASS AND TWO-PASS SPRING STRIP TILLAGE FOR CONSERVATION ROW-CROPPING IN ADHESIVE CLAY SOILS //Transactions of the ASAE. - 2002. - T. 45. - №. 5. - C. 1263..

[42] Trevini M., Benincasa P., Guiducci M. Strip tillage effect on seedbed tilth and maize production in Northern Italy as case-study for the Southern Europe environment //European journal of agronomy. - 2013. - T. 48. - C. 50-56..

[43] Fawcett R. Consevation Tillage and plant biotechnology-How new technologies can improve the environment by reducing the need to plow //http://www. ctic. purdue. edu/. - 2002..

[44] Opoku G., Vyn T. J., Swanton C. J. Modified no-till systems for corn following wheat on clay soils //Agronomy Journal. - 1997. - T. 89. - №. 4. - C. 549-556..

[45] Wysocki D. A strip-till planting system for no-till fallow. PNW Conservation Tillage Handbook Series. Chapter 2 //System and Equipment. - 1986. - №. 3..

[46] Lowther W. L. et al. Effectiveness of a strip seeder direct drill for pasture establishment //Soil and tillage research. - 1996. - T. 38. - №. 1-2. - C. 161174..

[47] Cruse R. M. Strip Tillage Effects on Crop Production and Soil Erosion, Crop Year 2002 //Demonstration Description. Department of Agronomy, Iowa State University, Ames, IA. - 2002. - T. 50011..

[48] Temesgen M. et al. Assessment of strip tillage systems for maize production in semi-arid Ethiopia: effects on grain yield and water balance //Hydrology and Earth System Sciences Discussions. - 2007. - T. 4. - №. 4. - C. 2229-2271..

[49] Morrison J. E. et al. Strip tillage for "no-till" row crop production //Applied engineering in agriculture. - 2002. - T. 18. - №. 3. - C. 277..

[50] Celik A., Altikat S. Effects of various strip widths and tractor forward speeds in strip tillage on soil physical properties and yield of silage corn. - 2010..

[51] Bosch D. D. et al. Surface runoff and lateral subsurface flow as a response to conservation tillage and soil-water conditions //Transactions of the ASAE. -2005. - Т. 48. - №. 6. - С. 2137-2144..

[52] Licht M. A., Al-Kaisi M. Corn response, nitrogen uptake, and water use in strip-tillage compared with no-tillage and chisel plow //Agronomy Journal. - 2005. -Т. 97. - №. 3. - С. 705-710..

[53] Al-Kaisi M. M. Consider the strip-tillage alternative. - 2002..

[54] Fallahi S., Raoufat M. H. Row-crop planter attachments in a conservation tillage system: A comparative study //Soil and Tillage Research. - 2008. - Т. 98. - №. 1. - С. 27-34..

[55] Siemens M. C., Wilkins D. E., Correa R. F. Development and evaluation of a residue management wheel for hoe-type no-till drills //Transactions of the ASAE. - 2004. - Т. 47. - №. 2. - С. 397..

[56] Soza E. et al. Direct corn seeding: Effects of residue clearance on implant efficiency //Spanish journal of agricultural research. - 2003. - №. 3. - С. 99104..

[57] Linke C. Direktsaat: eine Bestandsaufnahme unter besonderer Berücksichtigung technischer, agronomischer und ökonomischer Aspekte. - na, 1998..

[58] Fallahi S., Raoufat M. H. Row-crop planter attachments in a conservation tillage system: A comparative study //Soil and Tillage Research. - 2008. - Т. 98. - №. 1. - С. 27-34..

[59] Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1977. -328 с..

[60] Богатырев В.В. Совершенствование работы пахотного агрегата с дисковым плугом в условиях рисосеяния Кубани. Дис. .канд. техн. наук. Краснодар, 1995, -180 с..

[61] Буцолич Е.Г. Испытание дискового плуга // Труды Всесоюзной академии с.-х. наук «Земледельческая механика», 1968, т.10, с. 28-37..

[62] Нартов П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия. Воронеж. Изд-во ВГУ, 1972, с.184..

[63] Канарев Ф.М., Осадчий А.В. Особенности вспашки дисковых плугов // Техника в сельском хозяйстве, 1971, №3, с.34-35..

[64] Стрельбицкий В.Ф. Дисковые почвообрабатывающие машины. -М.: Машиностроение, 1978, -136 с..

[65] Abu-Hamdeh N. H. Compaction and subsoiling effects on corn growth and soil bulk density //Soil Science Society of America Journal. - 2003. - Т. 67. - №. 4. -С. 1213-1219..

[66] Williams J. D. et al. Rotary subsoiling newly planted winter wheat fields to improve infiltration in frozen soil //Soil and Tillage Research. - 2006. - Т. 86. -№. 2. - С. 141-151..

[67] Munir M. A., Iqbal M., Miran S. Evaluation of three seed furrow openers mounted on a zone disk tiller drill for residue management, soil physical properties and crop parameters //Pakistan Journal of Agricultural Sciences. -2012. - Т. 49. - №. 3. - С. 349.

[68] Бурченко П.Н. Техническое обеспечение совершенствования технологий обработки почвы // Земледелие, 2001, №1, с.5-6..

[69] Токушев Ж.Е. Теория и расчет орудий для глубокого рыхления плотных почв - М.:Инфра-М, 2003. - 300 с..

[70] Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1980. -671 с..

[71] Гаюпов Х.Э. Технологическое обоснование параметров и исследование устойчивости плоскореза - щелевателя. Дисс.. .канд.техн.наук. Челя-бинск, 1978. - 183 с..

[72] https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/15116-effektivnaya-vspashka/.

[73] https://www.sunflowermfg.com/tillage-equipment/strip-till/7600-series-strip-till.html.

[74] Тиссен У.Р. Обоснование технологии полосовой обработки почвы при возделывании сельскохозяйственных культур: диссертация кандидата технических наук. Алтайский государственный аграрный университет, 2017..

[75] https://orthman.com/agriculture/strip-tillage/.

[76] http: //www.agristo .ru/Catalog/TechMain_Pochv_StripTill .html.

[77] https://www.doragromash.ru/product/agregaty-dlya-obrabotki-pochvy/kultivator-polosovoy-obrabotki-orlik-70-12-pritsepnoy-tekhnologiya-strip-till/.

[78] Мезникова М.В. Совершенствование технологического процесса полосной глубокой обработки почвы за счет оптимизации конструктивных параметров рабочего органа: диссертация кандидата технических наук. Волгоградский государственный аграрный университет, 2018..

[79] Сафин Х.М. и др. Агротехнические особенности использования Strip-till технологии в растениеводстве (рекомендации производству) / Х.М. Сафин, Р.С. Фахрисламов, Л.С. Шварц, Ф.М. Давлетшин, С.Г. Мударисов, З.С. Рахимов, Д.С. Аюпов, А.Ш. Уметбаев. - Уфа, Мир.

[80] Аминов Р.И. Обоснование параметров и разработка культиватора для полосовой обработки почвы и объемного внутрипочвенного внесения удобрений: диссертация кандидата технических наук. Башкирский государственный аграрный университет, 2020..

[81] http://a-tera.com.ua/models/dawn-pluribus-v-strip-till/.

[82] https://www.umequip.com/tillage/seedbed/ripper-stripper/.

[83] https://www.wil-rich.com/ru/primary-tillage/rippers/357-inline-ripper/.

[84] Dobbratz M. et al. Rotary zone tillage improves corn establishment in a kura clover living mulch //Soil and Tillage Research. - 2019. - Т. 189. - С. 229-235..

[85] Afshar R. K. et al. Impact of conservation tillage and nitrogen on sugarbeet yield and quality //Soil and Tillage Research. - 2019. - Т. 191. - С. 216-223..

[86] Рахимов З.С. Возникновение механической эрозии почвы на склоновых полях и пути её снижения / Рахимов З.С., Мударисов С.Г., Рахимов И.Р. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2018. Т. 13. № 3 (50). С. 96-102..

[87] Рахимов З.С. Разработка противоэрозионных технологий и технических средств обработки почвы и посева на склоновых агроландшафтах: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Башкирский государственный аграрный университет. Уфа, 2013.

[88] Рахимов З.С. Механическая эрозия почвы и пути ее снижения при обработке склонов: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Южно-Уральский государственный аграрный университет. Челябинск, 1987.

[89] Чаткин М.Н. Повышение эффективности функционирования комбинированных почвообрабатывающих машин с ротационными активными рабочими органами: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Мордовский государственный университет, Саранск,, 2008.

[90] Рабочая секция для полосовой обработки почвы / Мударисов С.Г., Рахимов З.С., Юсупов Р.Ф., Валиуллин И.Э., Тихонов В.В., Фархутдинов И.М., Ямалетдинов М.М. Патент на полезную модель RU 152987 U1, 27.06.2015. Заявка № 2015107078/13 от 02.03.2015..

[91] Почвообрабатывающие и посевные машины: курс лекций / Бледных В.В., Рахимов Р.С., Стрижов В.А. и др. -Челябинск: ЧГАУ. -2004, -236 с..

[92] Горячкин В.П. Собрание сочинений. Том 1-3. - М.: Колос, 1965..

[93] Кулен А., Куиперс Х. Современная земледельческая механика. -М.: Агропромиздат, 1986. - 349 с..

[94] Ямалетдинов М.М. Обоснование конструктивной схемы и параметров комбинированного почвообрабатывающего орудия: дисс... канд. техн. наук. Уфа. 2010. -181 с..

[95] Машиностроение. Энциклопедия. Ред. совет К.В. Фролов и др. -М: Машиностроение. Сельскохозяйственные машины и оборудование Том IV-16. / И.П. Ксеневич, Г.П. Варламов, Н.Н. Колчин и др. Под ред. И.П. Ксенвича. 1986. -720 с..

[96] Синеоков Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М. Панов. - Москва : Машиностроение, 1977. - 328 с..

[97] Циммерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин. - М.: Машиностроение, 1978. - 295с..

[98] Почвообрабатывающие и посевные машины / Бледных В.В., Рахимов Р.С., Стрижов В.А. и др. - Челяябинск: ЧГАУ. 2004, -236 с..

[99] Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Адлер, Ю.П. Маркова, Е.В.; Грановский, Ю.В. - М.: Наука; Издание 2-е, перераб. и доп.- 280 с..

[100] Планирование и анализ результатов эксперимента : учеб. пособие /. А. П. Моргунов, И. В. Ревина ; Минобрнауки России, ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ -344 с..

[101] ГОСТ 33736-2016 Техника сельскохозяйственная. Машины для глубокой обработки почвы. Методы испытаний. - М.: Стандартинформ, 2017. -39 с..

[102] ГОСТ 20915-2011 Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний . Москва: Стандартинформ, 2013 - 27 с..

[103] Радченко Ю.Н. Способ определения тягового сопротивления сельскохозяйственных машин и орудий в условиях эксплуатации. Дис. .канд. техн. наук. Новосибирск, 1984, - 196 с..

[104] Шкляр В.Н. Планирование эксперимента и обработка результатов. Конспект лекций - Томск. Издательство Томского политехнического университета, 2010, - 90 с..

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

о>

<£> а> о>

3

а:

ки

(11)

199 669*3) и1

(51) МПК

А01В49/02 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

*'2) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ

(52) СПК

А01В 49/02 (.2020.05)

(21 )(22) Заявка: 2020121981, 29.06.2020

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 29.06.2020

Дата регистрации: 14.09.2020

Приоритет! ы):

(22) Дата подачи заявки: 29.06.2020

(45) Опубликовано: 14.09.2020 Бюл. № 26

Адрес для переписки:

454071, г. Челябинск, а/я 6340, ООО "ЧКЗ"

(72) Автор*ы):

Мударисов Салават Гумерович (1Ш), Ялалетдинов Альберт Раисович (№1), Рахимов Зиннур Саетович (1Ш), Ямалетдинов Марсель Мусавирович (Н.Ц), Рахимов Раис Саитгалеевич (КЩ Фархутдинов Ильдар Мавлиярович (1Ш), Рахимов Ильдар Раисович (КЦ), Ялалетдинов Денис Альбертович (КЦ), Валиуллин Ирек Эмилевич (КЦ), Танылбаев Максим Владимирович (1Ш), Фетисов Евгений Олегович (ЯЩ Хабибуллин Рамиль Фаилевич (1Ш)

(73) Патентообладателей):

Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский компрессорный завод" (ООО "ЧКЗ") (ЦЦ)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: КП 152987 Ш, 27.06.2015. М1 2446655 С2, 10.04.2012. Ии 2615359 С1, 04.04.2017.

(54) РАБОЧАЯ СЕКЦИЯ ДЛЯ ПОЛОСОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ВЫСЕВА СЕМЯН

(57) Реферат:

Полезная модель относится к почвообрабатывающим посевным машинам с двумя или несколькими рабочими органами различного вида.

Рабочая секция для полосовой обработки почвы, содержит раму, на которой симметрично установлены два сферических диска с противоположными углами атаки. За сферическими лисками на кронштейне закреплены лис рыхлитсльныс стойки с туконроводами. Рабочая поверхность рыхлительных стоек выполнена в виде плоских съемных лемехов, прикрепленных к сгойкам в вертикальной плоскости с противоположными углами атаки, обращенными наружу, величиной меньше угла

трения почвы о сталь. За рыхлитсльными стойками установлена лапа с возможностью перемещения по высоте относительно рыхлительных стоск. Лапа снабжена семяпроводом для одновременного выссва семян. За лапой установлен прикатывающий каток, оснащенный регулятором положения. Рабочая секция крепится к основной поперечной рамс почвообрабатывающей машины посредством подпружиненного параллелограммного

механизма.

Полезная модель обеспечивает исключение разрушения семенного ложа при сближении рыхлительных стоек и одновременный высев ссмян.

Л С

со (О О) О) <£>

RU 199 669 U1

Фиг. 2

RU 199 669 U1

Стр.: 6

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

О (О

со

СГ) 00

3

а:

ни

(Ц)

189 З60(13) 111

(51) МПК

АО/В 49/06 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ