Совершенствование технологии образования почвенных гребней с внесением минеральных удобрений перед посадкой картофеля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Саяпин, Игорь Викторович

• Саяпин, Игорь Викторович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Саяпин, Игорь Викторович

Реферат.

Содержание.

Введение.

1.Аналитический обзор гребневых технологий возделывания картофеля и технических средств для их выполнения. Цель и задачи исследования.

1.1. Классификация гребневых технологий и технических средств нарезки гребней.

1.2. Аналитический обзор технических средств для внутрипочвенного внесения минеральных удобрений.

1.3. Обоснование темы, цель и задачи исследования.

1.4. Выводы по разделу.

2.Физико-механические свойства основных минеральных удобрений, применяемых при выращивании картофеля в зоне Поволжья.

2.1. Краткие сведения об удобрениях.

2.2. Гранулометрический состав.

2.3. Сыпучесть.

2.4. Аэродинамические свойства.

2.5. Коэффициенты трения.

2.6. Выводы по разделу.

3.Поисковые опыты по определению эффективного технического средства для внутрипочвенного внесения минеральных удобрений.

3.1. Программа экспериментального исследования.

3.2. Методика экспериментального исследования.

3.3. Описание исследуемых рабочих органов для распределения удобрений при плоскорезной обработке.

3.4. Результаты исследования.

3.5. Выводы по разделу.

4.Теоретическое исследование технологии внутрипочвенного внесения минеральных удобрений.

4.1. Обоснование параметров клинового ступенчатого разделителя удобрений.

4.2. Обоснование параметров тукораспределителя с цилиндрической камерой завихрения.

4.3. Выводы по разделу.

5 . Лабораторно-полевые исследования.

5.1. Программа и методика исследования.

5.2. Лабораторно-полевые исследования технологии обработки почвы и образования гребней.

5.3. Результаты применения технологии возделывания картофеля с использованием гребней.

5.4. Выводы по разделу. б.Экономическая эффективность результатов исследования.

6.1. Исходные данные для расчета экономической эффективности.

6.2. Показатели экономической эффективности проведенного исследования.

6.3. Выводы по разделу.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии образования почвенных гребней с внесением минеральных удобрений перед посадкой картофеля»

Картофель - один из наиболее важных продуктов в питании человека. Кроме того, он широко применяется для технической переработки и как корм в животноводстве.

Главным показателем качества и ценности картофеля, как продукта питания, является его химический состав, показывающий содержание в нем полезных для жизнедеятельности человека веществ. Основным пищевым компонентом картофеля являются углеводы (крахмал, сахар, пектиновые вещества и др.), входящие в состав сухих веществ. Их содержание в клубнях колеблется, в зависимости от сорта, степени зрелости, почвенных и климатических условий, от 14 до 36% [1] .

Особую ценность представляет белок картофеля, так как по своему качеству он превосходит белок многих других растений.

По данным многих авторов и исследователей клубни картофеля содержат большую группу витаминов: А (в виде каротина), В1, В2, В6, С, К, РР и др. В 100 г. картофеля находится до 0,38 мг. провитамина А, 0,11 мг. витамина В1г 0,06 мг. - В2, 0,22 мг. - Вб, 0,57 мг. - РР и 12 мг. витамина С [1] . Каждый из них по-своему важен для здоровья человека.

Уровень производства картофеля в Российской Федерации, с целью соблюдения научно-обоснованной нормы потребления, выдерживается в последние годы за счет роста площадей под этой культурой. Здесь сейчас расположено примерно 15,0 % площадей, занятых под картофелем в мире. Урожайность же картофеля на протяжении многих лет не повышается и находится на уровне 9.10 т/га. [2]. Такая низкая урожайность приносит существенный убыток труженикам села, так как производство картофеля весьма трудоемкий процесс.

В Саратовской области посевная площадь под этой культурой за 1990-1997 гг. возросла с 38,0 до 41,0 тыс.га., а урожайность составила 7,7 9 т/га. (1997г.), что ниже среднего показателя по России [3]. Согласно «Концепции и программы развития АПК области на 1997-2000 гг.» площади под картофелем к 2000 г. нужно увеличить до 50 тыс.га., получая урожай 10 т. с каждого гектара [4].

Один из важнейших резервов увеличения урожайности картофеля и рентабельности его производства - применение прогрессивных технологий, основанных на улучшении использования земли и техники с наименьшими трудовыми и материальными затратами. Известно, что на полях хозяйств Российской Федерации проходят апробацию на соответствие поч-венно-климатическим зонам различные варианта таких технологий: заваровская, голландская, самарская (гриммовская), и др. Однако, несмотря на положительные результаты, их широкая практическая реализация сдерживается из-за отсутствия комплекса машин, необходимых для качественного выполнения всех предусмотренных операций. В частности остается проблематичным эффективное формирование гребней из-за недостаточного рыхления почвы серийными культиваторами с пассивными рабочими органами. Рекомендуемые для этой операции фрезерные культиваторы - энергоемки, да и серийное их производство не организовано. Предпосылкой решения названной проблемы является комбинированная обработка почвы, предусматривающая плоскорезное рыхление, гребнеоб-разование и локальное внесение минеральных удобрений.

Внесенные таким образом минеральные удобрения усиливают процесс дыхания и перевод крахмала в растворимые сахара, которые расходуются на питание молодых проростков. При активизации процессов обмена веществ увеличивается количество прорастающих глазков на клубнях и стеблей в каждом гнезде, растения полнее используют площадь питания и солнечную радиацию [5].

Поэтому увеличение урожайности картофеля за счет применения прогрессивной технологии, где процесс гребнеобра-зования сопровождается плоскорезным рыхлением почвы и локальным внесение минеральных удобрений является актуальной задачей, соответствующей перспективным направлениям интенсификации картофелеводства.

В связи с этим объектом исследования является технологический процесс формирования почвенных гребней с одновременным локальным внесением минеральных удобрений, равномерность распределения которых достигается применением нового технического решения, оформленного патентом РФ.

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований на защиту по данной работе выносятся :

- теоретическое исследование технологии внутрипочвенного внесения минеральных удобрений с использованием клинового ступенчатого и пневматического тангенциального разделителей;

- результаты лабораторных исследований физико-механических свойств азотных минеральных удобрений;

- конструкция тангенциального разделителя туко-воздушной смеси в составе плоскорежущей лапы (на элементы названной конструкции выдан патент РФ №2 07 527 3 (см. приложение 1));

- экспериментальные зависимости влияния различных факторов на качественное распределение минеральных удобрений в процессе гребнеобразования;

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Саяпин, Игорь Викторович

Общие выводы

1. Из существующих технологических приемов предпосадочной подготовки почвы по качественным показателям предварительная нарезка гребней - эффективная агротехническая операция. Процесс гребнеобразования, сопровождающийся получением мелкокомковатой структуры почвы, требует значительных энергозатрат, так как выполняется фрезерными почвообрабатывающими машинами.

2. Предложена конструкция комбинированного почвообрабатывающего агрегата, выполняющего глубокое рыхление почвы, равномерное внесение удобрений и нарезку гребней (на элемент этой конструкции получен патент РФ №2075273), что повышает качество рыхления почвы и позволяет на тяжелых почвах вести машинную уборку картофеля.

3. На основе проведенных лабораторных исследований определен эффективный распределитель минеральных удобрений, поступающих под лапу плоскореза на ширину захвата 0,9 м при неравномерности рассева туков в пределах 12.16 %.

4. Теоретическими исследованиями обоснованы оптимальные соотношения конструктивных параметров и режимов работы модернизированного тукораспределителя, представленные в виде графических зависимостей на рисунках 4,9 и 4,11.

5. Обосновано значение скорости воздушного потока в камере предложенного тукораспределителя в зависимости от конструктивных параметров, достаточной для равномерного распределения туков по всей ширине обрабатываемой борозды: 1)в = 14,5 .18 м/с.

6. Разработанный опытный образец комбинированного почвообрабатывающего агрегата шириной захвата 2,1 м прошел

120 производственную поверку в двух с.-х. предприятиях, агрегат имел наработку 10.12 га. На опытном поле твердость почвы была на 12. 18 % ниже, чем на контрольном, а урожайность на опытных делянках, обработанных по предложенной технологии, увеличилась на 38,7 % по сравнению с традиционными приемами выращивания картофеля в регионе.

7. Внедрение результатов исследования позволяет снизить материальные и трудовые затраты на возделывание картофеля и получить экономию эксплуатационных расходов 33,1 руб./га по сравнению с традиционной технологией, годовой экономический эффект от применения агрегата составил 28,23 тыс. руб./га, в результате он окупится в течение 0,11 лет.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Саяпин, Игорь Викторович, 2000 год

1. Вольпер И.М., Магидов Я.И. Картофель. История, применение, употребление. - М.: Пищевая промышленность, 1978. - 144с.

2. Пшеченков К.А. Как решать проблему картофеля//Карто-фель и овощи. 1989. - №2. - с.8-11.

3. Система ведения агропромышленного производства Саратовской области. Саратов: Детская литература, 1998. - 321с.

4. Концепция и программа развития АПК области на 19 97 -2000гг. Саратов: Слово. - 148с.

5. Балабанов П.Р., Филиппов А.Н. Нарезка гребней с локальным внесением удобрений//Картофель и овощи.1987. №2. - с.17-19.

6. Идрисов Х.Х. Осенняя нарезка гребней//Картофель и овощи. 1996. - №4. - с.8.

7. Фесенко Г.П. По индустриальной технологии//Картофель и овощи. 1986. - №6. - с.14-16.

8. Назаров А.Г., Кушнарев А.Г. Быстрее внедрять интенсивную технологию в Бурятии//Картофель и овощи.1988. №1. - с.9-11.

9. Кононученко В.В., Москов В.Я., Литвиненко Н.Г. Механизированная технология производства картофеля на тяжелых почвах//Картофель и овощи. 1988. - №4. -с.9-10.

10. Иванов Ю.А., Дементьев А.И. Исследование различных технологий возделывания и способов уборки картофеля на тяжелых почвах Поволжья. Совершенствование способов и средств уборки в растениеводстве: Саратов, СХИ. 1992. С.108-112.

11. Кононученко Н.В., Бельчик Д.П. Отечественная технология не хуже голландской// Картофель и овощи. -1989. №3. - с.22-23.

12. Бугаева И.П. Опыт получения высоких урожаев//Карто-фель и овощи. 1990. - №3. - с.9-11.

13. Ушкаренко В.А., Рабаев М.Т. Агротехника картофеля при летних посадках на юге Украины// Картофель и овощи. 1990. - №3. - с.15.

14. Технологии, машины и оборудование для возделывания, уборки, хранения и переработки картофеля. Каталог -справочник. М.: Информагротех. 1994 96с.

15. Кручинин Н.С. Голландская технология на наших полях //Картофель и овощи. 1989. - №2 - с.18-21.

16. Фомин И.М., Калинина А.П. Егорова М.Ф. Выбирать технологию с учетом почвенно-климатических условий// Картофель и овощи. 1990. - №4. - с.6-7.

17. Коршунов A.B. Картофелеводство должно развиваться интенсивно//Картофель и овощи. 1997. - №2.с.2-4 .

18. Kouwenhoven I.K. Kartoffeldamme ohne kluten//Magazin für aqrartechnik, 1993 . - №4. - s.60-63.

19. Gute arbeit aber unhandliche Einstelltechnik//Maga-zin für agrartechnik. 1992. - №7. - s.22-24.

20. Scholen F. Mit hellen Kartoffeln gegen Bintye und Spaghette//Top Agrar. 1988. - №8. - s.64-67.

21. A.c. 869571 СССР, A01B 13/02. Рабочий орган окучника / JI.Ю.Пронько, Н.И.Хома. №2482591/30-15; Заявл. 04.05.77; Опубл.07.10.81, Бюл.№37.

22. A.c. 1.329.633 СССР, А01В 13/02, 39/14. Рабочий орган окучника /К.А.Пшеченков, А.Н.Макущенко, И.П.Шес-таковский и др. №3848529/30-15; Заявл.16.01.85;123

23. Опубл. 15.08.87, Бюл.№ 30.

24. Митрофанов Ю.И., Рогозин A.B., Иудин Г.И. Технология выделывания картофеля на грядах // Картофель и овощи 1988. - №2. - с.8-11.

25. A.c. 8654143 СССР, А 01 В 13/02. Устройство для окучивания / В.М.Кудрявцев, И.М.Фомин , В.И.Гиммельфарб и др.- № 27211843 / 30-15 ; Заявл. 06.02.79; Опубл.2 3.09.81, Бюл. №35.

26. Фомин И.М. Шире внедрять комбайновую уборку картофе-ля//Картофель и овощи. 1986. - №1. - с.19-21.

27. Бурденков В.Ф., Акашев А.Я. Модернизация культивато-ра-гребнеобразователя КГФ-2,8. Саранск, ЦНТИ, инф. листок №112-88. 2с.

28. Мазуренко E.H. Переоборудование культиватора КРН-4,2 для нарезки гряд и ухода за растениями при грядово-ленточной технологии возделывания картофеля. Калинин, ЦНТИ, инф. листок №2-88. Зс.

29. A.c. 990092 СССР А01В 13/02. Орудия для нарезки гребней / Э.А. Эстерлейн, Н.Д. Сысоров, А.Т. Бахтин и др. №2955074/30-15; Заявл. 11.07.80; Опубл. 21.03.83, Бюл. №3.

30. Оверчук В.И. Картофель в среднем Поволжье.- Саратов, Приволж. кн. из-во, 1982. 88с.

31. Фетисов Е.П., Тектониди И.П., Егоров В.Г. Комбинированный агрегат для обработки почвы//Картофель и овощи. 1986. - №2. - с.19-20.

32. Браун Э.Э. Оптимальные режимы орошения и удобрения// Картофель и овощи. 1986. - №3. - с.15-16.

33. Сапрыкин В.В., Бутов A.B. Как повысить качество комбайновой уборки//Картофель и овощи. 1986. - №4. -с.16-18.

34. Недбал А.Ф., Комар В.В., Ковнев И.И. Обеспечиваем хозяйства семенами ранних сортов//Картофель и овощи. 1990. - №3. - с.13-15.

35. Кругляков M.JI. Машины для внесения удобрений в почву. М.: Машиз, 1953. 274с.

36. Павловский И.В. Основы проектирования машин для внесения удобрений. М.: Машиностроение, 1965. 177с.

37. Козловский Е.В. Научные основы технологии и комплексной механизации внесения удобрений в Северо-Западной зоне: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1973. с.50.

38. Шмонин В.А., Сенюшов В.М., Кизюн В.Г. Эффективность использования машин для внесения в почву минеральных удобрений и мелиорантов//Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1991. - №10. - с.25-28.

39. Краснощеков Н.В. Машины для защиты почв от ветровой эрозии. М.: Россельхозиздат, 1997. 223с.

40. Дементьев А.И. Совершенствование технологического процесса и технических средств внесения удобрений в засушливых условиях Поволжья. Саратов: Сарат. с.-х. акад., 1995. 132с.

41. Дементьев А.И. Совершенствование технологии и технических средств внесения удобрений в засушливых условиях Поволжья: Дис. . д-ра техн. наук. Саратов, 1995. с.76.

42. Дементьев А.И. Основы управления технологическим процессом внесения минеральных удобрений в засушливой зоне Юго-Востока//Механизация работ в богарном и поливном земледелии: Сб. науч. работ. Саратов, Сарат. СХИ, 1981. с.17-22.

43. Чернышкин В.В. Совершенствование технологическогопроцесса внутрипочвенного двухъярусного внесения удобрения при безотвальной обработке почвы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Саратов, 1996. с.24.

44. Коганов А.Б. Механизация глубинного внесения туков. Саратов: Приволж. кн. из-во, 1968. 24с.

45. Глейберзон Д.А. Дауренбеков Т. Распределение минеральных удобрений шнековым приспособлением к плоскорежущим орудиям//Материалы науч.-техн. совета ВИСХОМ. Вып.26.М., 1969. с.178-182.

46. A.c. 198800 СССР А01В 49/06, 17/00. Приспособление к орудиям безотвальной обработки почвы для внесения удобрений /' Т. Дауренбеков и др. Заявл. 11.07.65; Опубл. 23.06.67, Бюл. №14.

47. Дементьев А.И., Прохоров A.A. Лабораторные исследования внесения минеральных удобрений под плоскорез// Механизация сельского хозяйства в Поволжье: Тр. Сарат. СХИ. Саратов, 1970. с.75-81.

48. A.c. 884603 СССР А01С 15/00. Устройство для рыхления и внесения удобрений в почву / Е.А. Богатов, В.И. Петроченко, Б. Тагайназаров и др. №2950934/30-15; Заявл. 25.06.80; Опубл. 30.11.81, Бюл.№44.

49. A.c. 1 148578 А01В 4 9/06. Почвообрабатывающее орудие /В.А. Федоров, А.Г. Гудзенко, В.М. Круть и др. -№3635468/30-15; Заявл. 24.06.83. Опубл. 07.04.85, Бюл.№13.

50. A.c. 993841 А01В 49/06. Рабочий орган для внесения удобрений одновременно с безотвальной обработкой почвы / Г.П. Варламов, М.А. Карян. №3879934/30-15; Заявл. 24.09.81; Опубл. 07.02.83, Бюл. №5.

51. Плишкин A.A., Шайхов М.К. К исследованию рабочих органов для основного внесения минеральных удобренийпри безотвальной системе земледелия//Материалы науч. техн. совета, вып. 26. М.: ВИСХОМ, 1969. - с.168-177 .

52. Дементьев А.И. Прохоров A.A. Лабораторные исследования внесения минеральных удобрений под плоскорез// Механизация сельского хозяйства в Поволжье: Тр. Сарат. СХИ, 1970. с.75-81.

53. Прохоров A.A. Исследования технологического процесса внесения минеральных удобрений при безотвальной обработке почвы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Саратов, 1970. 21с.

54. Карпенко А.Г. Движение частиц минеральных удобрений в канале тукотрубы рабочего органа плоскореза-удобрителя КПГ-2,2//Весник с.-х. наук Казахстана, 1979. №7. - с.23-27.

55. А.с 1.644.762 А01С 7/20, А01В 49/06. Сошник /

56. В.В.Чернышкин, И.А. Уланов, Э.В. Филиппов и др. -№4474144/15; Заявл. 02.06.88; Опубл. 30.04.91, Бюл.№16.

57. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений (методы исследования, приборы, характеристики) М.: Колос, 1970. 423с.

58. Павловский И.В. Исследование наконечников в машинах-опыливателях/ /Сельхозмашина. 1951. - №3. -с.10-11.

59. Меринг А. Изменение просеиваемости удобрений. Производство удобрений за границей. 1955. - Сборник№16.

60. Кленин Н.И., Сапун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: Колос, 1994. 751с.

61. Иванова В.М., Калинина В.Н., Нешумова Л.А. и др. Математическая статистика. М.: Высш. школа, 1981. -371с.

62. Плишкин A.A., Шайхов M.K. Механизация работ по борьбе с ветровой эрозией почв. М.: Колос, 1966. 148с.

63. Удобрения, их свойства и способы использования / под ред. Д.А. Коренькова. М.: Колос, 1982. 415с.

64. Механизация внесения удобрений. J1.: Агропромиздат, 1985. 79с.

65. Пеззатулин С.Г., Проколов.С.И., Зиязетдинов Р.Ф. и др. Способ внесения удобрений и устройство для его осуществления. Инф. листок №30-8 4. Уфа: ЦНТИ. Зс.

66. Рудобашта В.А., Милованов А.П. Аналитическое определение распределения минеральных удобрений пневматическими многоканальными аппаратами /'/ Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1989. - №9. -с. 10-12.

67. Булаев В.Е. Агрономические основы и технология локального внесения удобрений. М.: Колос, 1976.- 136с.

68. Бать И.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон A.C. Теоретическая механика в примерах и задачах. М.: Наука, 1985,т.2, 560с.

69. Никитин H.H. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1990. 607с.

70. Завалишин Ф.С., Мацнев М.Г. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства. М.: Колос, 1982. 231с.

71. ОСТ 70.5.1-82. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для внесения удобрений. М.: 1983.-121с.

72. Доспехов В.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416с.

73. Гутнер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970. 432с.

74. Иофинов С.А., Бабенко Э.П., Зуев Ю.А. Справочник по эксплуатации машинно-тракторного парка. М.: Агро-промиздат, 1985. 272с.

75. Патент №2075273 Российская Федерация. Рабочий орган для внесения минеральных удобрений одновременно с безотвальной обработкой почвы / Емелин Б.Н., Саяпин И.В., Давыдов C.B. и др. №94 022 954; Заявл. 29.06. 94; Опубл. 2 0.03.97. Бюл. №8.

76. Якобюн A.A. К методике определения допускаемой неравномерности внесения минеральных удобрений и известковых удобрений//Материалы научно-техн. совета, вып. 26. М.: Машиностроение, 1964. 284с.

77. Кукта Г.М. Испытания сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1964. 284с.

78. Потапов Г.П., Кругляков M.JI. О механической технологии минеральных удобрений применительно к центробежным дисковым аппаратам разбрасывателей//Материалы научно-техн. совета, вып. 26. М.: ВИСХОМ, 1969. -с.97-106.

79. ОСТ 7 0.7.1.-82. Испытания с.-х. техники. Машины для внесения твердых минеральных удобрений, известковых материалов и гипса. Программа и методы испытаний. М. : 1983. 65с.

80. ОСТ 7 0.4.2.-82. Испытания с.-х. техники. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Программа и методы испытаний. М.: 1981. 146с.

81. Нефедов Б. А. Технико-экономическое обоснование применения машин для локального внесения минеральных удобрений // Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения. №99. 1990. с.66-70.