автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Борона дисковая садовая для обработки почвы в рядах плодовых деревьев

На правах рукописи

ШЕВКУН Владимир Александрович

БОРОНА ДИСКОВАЯ САДОВАЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В РЯДАХ ПЛОДОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва-2008

003172322

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии (ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Бычков Валерий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Четвертаков Анатолий Васильевич

кандидат технических наук Ещин Александр Вадимович

Ведущая организация: Федеральное государственное научное

учреждение "Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса"

Защита состоится « 3 »_июля_2008 года в 13°° на заседании

диссертационного совета Д 006 035 01 в Государственном научном учреждении Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии (ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии) по адресу. 115598, Москва, Загорье, ул Загорьевская дом 4, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного учреждения Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии (ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии)

Автореферат размещен на сайте института http' //vstisp org Автореферат разослан «. мая_2008 года

Ученый секретарь

диссертационного совета С^^ " Л.А Принева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Зарубежный и отечественный опыт свидетельствует о том, что основой высокоэффективного ведения садоводства должны стать насаждения, обеспеченные полным комплексом средств механизации, предусматривающим механизацию трудоемких операций посадка саженцев, обрезка деревьев, уборка и транспортировка урожая и обработка приствольных полос

В комплексе агротехнических мероприятий для достижения этой цели в садоводстве важное место занимает система содержания почвы, особенно в приствольной полосе

Существуют различные системы содержания почвы в садах, применять которые необходимо в зависимости от природных условий, с учетом рекомендаций зональных научно-исследовательских учреждений

Рекомендуемые задернения в садах, особенно при полосном задернении междурядий, требуют решения вопроса обработки почвы в приствольных полосах Применение гербицидов решает эту проблему, однако далеко не везде можно использовать их в связи с экологическим загрязнением окружающей среды и продукции Существующий набор гербицидов не полностью удовлетворяет содержание приствольных полос в чистом от сорной растительности состоянии, поэтому предложена борона дисковая садовая для обработки приствольных полос с обходом штамбов плодовых деревьев, которая качественно выполняет технологический процесс ухода за межствольными полосами и в ближайшие годы позволит решать эту проблему В связи с этим представленная диссертация является актуальной.

Цель исследований. Исследование процесса обхода штамба дерева дисковой секцией, а именно, определение влияния конструктивных параметров на площадь защитной зоны у штамба дерева, получаемую в ходе процесса обработки межствольной полосы

Задачи исследований. В соответствии с целью для решения выбраны следующие задачи

\

1 Проанализировать данные о факторах, влияющих на конструктивные и технологические параметры орудий для обработки почвы в рядах плодовых деревьев,

2 Установить конструктивные и технологические параметры предложенного устройства,

3. Теоретически исследовать процесс обхода штамба плодовых деревьев дисковым рабочим органом,

4 Провести оценку экономической и энергетической эффективности использования бороны дисковой садовой для обработки почвы в рядах плодовых деревьев

Исходя из поставленных задач, была разработана методология в решении вопроса обхода штамба дерева дисковой секцией, включающая определение и анализ факторов, влияющих на конструктивные и технологические параметры, определение оптимальных режимов и параметров рабочего органа

Объект исследований. Дисковый рабочий орган, плодовые насаждения, почва в результате обработки

Предмет исследований. Технологический процесс обработки почвы в линии рдда плодовых деревьев дисковым рабочим органом

Методика исследований. Теоретические исследования проводились на основе известных положений высшей математики по общим инженерным расчетам. При выполнении работы применялся метод математического планирования многофакгорного эксперимента с использованием частных методик Лабо-раторно-полевая оценка агротехнических показателей проводилась по ОСТ 104 4 - 99 и другим государственным и отраслевым стандартам испытаний сельскохозяйственной техники Для определения эффективности полученных результатов применены стандартные методики экономической и энергетической оценки технологических и технических разработок

Обработка экспериментальных данных проведена на персональном компьютере с использованием прикладных программ

Научная новизна. Предложено устройство (на уровне изобретения) для обработки межствольных полос с возможностью обхода штамбов плодовых деревьев и дано математическое обоснование технологического процесса обра-

ботки почвы, определены оптимальные режимы работы дискового рабочего органа

Практическая значимость. Применение предлагаемой дисковой бороны в технологии обработки межствольных полос плодовых деревьев позволяет снизить расход топлива на 65 %, затраты живого труда на 59 % и энергоемкость средств механизации на 88 % Уровень интенсификации от ее применения составляет 64%, экономия денежных средств 896,807 руб /га, годовой экономический эффект 156200 руб

Реализация результатов работы. Борона дисковая садовая для обработки почвы в рядах плодовых деревьев проверена в полевых условиях в ООО "Золотой колос" Рязанской области Результаты работы переданы Акционерному обществу "Головное специализированное конструкторское бюро по комплексам машин дм механизации работ в садах, виноградниках, питомниках и ягодниках" (г Кишинев, Республика Молдова) для использования при модернизации и разработке машин по обработке почвы в рядах плодовых деревьев

Апрсбания результатов Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международной научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения Великого преобразователя природы И В. Мичурина "Наследие И В. Мичурина и современные аспекты его развития" (Воронеж, ВГАУ им. КД Глинки, 2005 г), на научно-практической конференции "Инновационные агроинженерные технологии в сельском хозяйстве" в рамках международной научной сессии «Агротехинно-вации в АПК» ФГОУ ВПО МГАУ им В П Горячкина (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ им В П Горячкина, 24 - 26 октября 2006 г) и на заседаниях Ученого совета ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии (2004 - 2007 гг)

На чащиту выносится. Основные положения

- условия работы в межствольных полосах, оказывающие влияние на создание машин для обработки почвы в линии ряда деревьев,

- результаты теоретических исследований технологического процесса и обоснование возможности обхода штамбов деревьев дисковым рабочим органом,

- результаты экспериментальных исследований опытного образца и рекомендации по выбору оптимальных параметров;

- результаты полевых испытаний машины с дисковым рабочим органом для обработки почвы в линии ряда плодовых деревьев,

- экономическая и энергетическая оценка использования машины для обработки почвы в линии ряда плодовых деревьев

Публикации. Основные положения и результаты исследований изложены в трех опубликованных работах В настоящее время в патентном ведомстве РФ рассматривается заявка на изобретение

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографии и приложений Работа содержит 114 страниц машинописного текста, 39 схем и рисунков, 21 таблицу, список литературы из 105 наименований (в т ч 7 на иностранных языках), 7 приложений

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основные направления исследований, дана общая характеристика работы

В первой главе "Состояние вопроса" рассмотрены и проанализированы основные системы содержания почвы в садах, выявлены тенденции развития отечественных и зарубежных средств механизации обработки почвы в плодовых насаждениях, проведен анализ основных типов машин для обработки почвы в садах, выявлены перспективы их развития, сформулированы цель и задачи исследований

На основании анализа работ Аниферова Ф Е, Варламова Г П, Четверта-кова А В , Бычкова В В , Цымбала А А , Тищенко А И , Жилицкого Я 3, Кутей-никова В К, Фулги И Г, Браду Н.В, Хмелева П П , Шомахова Л А , Завраж-нова А И, Манаенкова К. А, Саблина А. Д и других исследователей проведена классификация машин для подкроновой и межсп вольной обработки почвы в рядах многолетних насаждений (рисунок 1)

Установлено, что наиболее перспективным техническим решением являются дисковые рабочие органы, которые обеспечивают качественное, надёжное выполнение технологического процесса на более высоких скоростях при меньших энергетических затратах в различных эксплуатационных условиях

Машины для подкроновой и межствольной обработки почаы

| По месту наезски на

По типу рабочего органа 1 По принципу управления

р С комбинирован-

* в ным рабочим

—л органом

Рисунок 1 - Классификация машин для подкроновой и межспвольной обработки почвы в рядах многолетних насаждений

Во второй главе "Условия работы в межствольных полосах" приводятся сведения об изученных факторах, влияющих на качество обработки почвы в плодовых насаждениях Представлены результаты исследований

Выявлено, что отклонение плодовых деревьев от осевой линии ряда достигает 22 см в обе стороны, что позволяет говорить не о линии ряда деревьев, а о полосе ряда. Высота штамба дерева изменяется от 20 до 142 см 82% штамбов имеет высоту в пределах от 40 до 100 см, остальные менее 40 см Это вызвано несоблюдением требований ГОСТ 28055 - 89, предъявляемых к саженцам по высоте штамба (не менее 40 см)

В результате этого во время механизированной обработки почвы в рядах деревьев возможны повреждения скелетных ветвей рабочими органами, а также увеличение необработанной зоны вокруг штамба дерева

Также на качество обработки влияют углы отклонения штамбов от вертикали Они характеризуют наклон штамба дерева вдоль оси ряда, поперек и в любом сочетании этих показателей Схема к определению углов наклона штамбов приведена на рисунке 2. Измерения осуществлялись приспособлением, состоящим из транспортира 1 и отвеса 2 Точка С крепления отвеса к транспортиру находится на пересечении прямой, проходящей через нулевую отметку и отметку 180° с перпендикуляром, опущенным на нее с отметки 90°

При измерении наклона оси ОО i штамба поперек ряда прямолинейное основание транспортира совмещали с образующей В'В' i цилиндрической поверхности штамба, а транспортир располагался в плоскости, проходящей через линии О'О' 1 и В'В' 1 Угол наклона считывался по отвесу с точностью до 0,5°. Аналогично измерялся наклон штамба вдоль ряда, только при этом основание транспортира совмещалось с образующей А'А' ь а транспортир располагается в плоскости, проходящей через линии О'О' i и А'А' ¡.

в' \о? Ось ряда деребьеЬ

1 - транспортир, 2 - отвес,

Рисунок 2 - Схема к определению углов наклона штамба Результаты измерений приведены в таблице 1 1 аблица 1 - Углы отклонения штамбов плодовых деревьев от вертикали

Сорт Углы наклона штамбов

X с X а

Витязь 10,89 9,59 12,32 9,80

Лобо 11,80 9,20 10,78 8,82

Коричное новое 10,9 9,70 11,80 9,10

Результаты замеров засорЬнности почвы представлены в таблице 2, из которой видно, что из-за отсутствия машин для обработки межствольных полос

засорённость почвы в рядах деревьев достигает 467 штук сорных растений на

. 2 1 м .

Таблица 2 - Засорённость межствольных полос

Вид сорной растительности Количество на 1 м", шт.

1 2 3 4 5 шт. %

Пырей ползучий 300 220 260 200 1 290 254 54,4

Лебеда 232 180 215 120 173 184 39,4

Сурепка - 8 5 - - 3 0,6

Осот 60 20 - - 49 26 5,6

общее 592 428 480 320 512 467 100

Кроме высокой засорённости, агрофои межствольных полос нередко характеризуется превышением уровня почвы в рядах деревьев над уровнем поверхности междурядий до 12... 18 см (рисунок 3), а иногда до 3 0 см и более (рисунок 4).

Рисунок 3 - Превышение уровня почвы в рядах деревьев до 18 см

Рисунок 4 - Превышение почвы в рядах деревьев до 30 см

В третьей главе "Теоретический анализ процесса обхода штамба дерева рабочим органом" сформулированы основные цели теоретических исследований, получены теоретические зависимости, описывающие исследуемые процессы, позво.пяющие выявить численные значения параметров, существенно влияющих на процесс обработки почвы в линии ряда плодовых деревьев.

При обработке почвы в одном направлении остаётся необработанной полоса почвы шириной 30 - 60 см. Это происходит из-за специфических условий работы в садах, где движение тракторного агрегата близко к ряду деревьев невозможно из-за габаритов кроны. Поэтому машины для обработки приствольных полос и кругов являются несимметричными и имеют механизм выдвижения рабочего органа для ввода в линию ряда деревьев и обхода штамбов деревьев во время обработки приствольных полос.

Для ввода рабочего органа в линию ряда используются следующие механизмы (рисунок 5):

- на штанге с раздвижным параллелограммом;

- на телескопической штанге;

- на шарнирном параллелофамме.

а)

НН-г

б)

в)

а) на штанге с раздвижным параллелограммом, б) на телескопической штанге, в) на шарнирном параллелограмме,

Рисунок 5 - Схемы механизмов ввода рабочего органа в линию ряда

Схемы на телескопической штанге и на штанге с раздвижным параллелограммом характерны тем, что отвод рабочих органов осуществляется в направлении, прямо перпендикулярном движению агрегата

В нашем случае применяется схема на шарнирном параллелограмме При обходе штамба дерева совершается колебательное движение, рабочий орган описывает траекторию по дуге окружности.

При поступательной скорости трактора и скорости отвода \'А точка А описывает траекторию движения по результирующей V р, которая все время изменяется по величине и направлению (рисунок 6)

Траектория точки А представляет собой кривую АА 4 с точкой перегиба (А 2) Обе ветви кривой имеют выпуклость в сторону, обратную движению трактора Кривизна траектории возрастает быстрее на участке АА 1 и А 2 А 3 , так как на участке АВ проекция скорости \'А на ось У направлена в сторону, т ополол движению т акто а.

Аналогично получается траектория на участке А 2 А з при движении точки А слева на право

На участках А 1 А 2 и А э А 4 кривизна возрастает медленно за счет сложения скоростей трактора и проекции скорости отвода секции на ось У, так как скорость У^у направлена по ходу движения агрегата

Приближенно можно считать, что траектория рабочего органа при обходе дерева с двух сторон представляет собой ромб, величина диагоналей которого будет зависеть от соотношения поступательной скорости агрегата, скорости отвода секции и чувствительности следящей системы

Рисунок 6 - Траектория движения точек рабочего органа

В результате обхода штамба дерева дисковая секция движется по кривой (рисунок 7)

Рисунок 7 - К обоснованию параметров защитной зоны Любая точка дискового рабочего органа совершает сложное движение относительное, определяемое уравнением

X = С(1-С08й#), (1)

и переносное, характеризуемое уравнением

у = В— = В— Л Л

Площадь Б может быть выражена так

я

5=

Так как

71

то

5= \С(\-соъ<р)^(р

(2)

(3)

(4)

(5)

Решая этот интеграл, получим

£ = СВ (6)

Как видно из рисунка 8, защитное расстояние поперёк ряда получается

С = ЯтзшУк+&- (7)

Рисунок 8 - К обоснованию величины защитного расстояния поперек ряда

Защитное расстояние по линии ряда (рисунок 9) также зависит от диамет-

п е еляетсякак

B = DUi+ 2HmsrnYm (8)

Чтобы оценить истинное значение защитного расстояния необходимо воспользоваться теорией погрешностей Ошибка в определении истинного значения защитного расстояния С , находится как

сг(С) = V(sinyw<7(tfJ)2 +(ЯИ cosY^YJ)2 + {a(DJ)2 (9)

Ошибка защитного расстояния В по линии ряда определяется-

o(B) = J(a(Djf +(2sinFw<x(#w))2 + (2Яшсо5Уш<т(Уи))2 (10)

Чтобы полностью исключить повреждение штамбов величина защитного расстояния вдоль линии ряда должна составлять

В=В+о(В)= 36 + 10,47 = 46,47 см

Расстояние поперек ряда должно составлять

С = С + сг(С)= 18,3+4,12=22,32 см

Таким образом, для исключения повреждения штамбов плодовых деревьев защитная зона при их обходе должна иметь размеры поперек линии ряда (от крайней точки рабочих органов до оси ряда) С= 22,32 см, вдоль линии ряда -В=46,47 см

В четвертой главе " Экспериментальные исследования процесса обхода штамба плодовых деревьев дисковым рабочим органом" методами математического планирования эксперимента и с применением современных программ для обработки результатов, в частности MathCAD ПА Enterprise Edition, исследован процесс обхода штамба дерева дисковой секцией

В соответствии с задачами экспериментальных исследований разработан лабораторный образец устройства для обработки почвы в линии ряда плодовых деревьев (рисунок 10), проведены испытания, установлены оптимальные параметры устройства

Исследования проводились методами математического планирования эксперимента Для построения регрессионной модели процесса принят двухуровневый трехфакторный план ПФЭ 23 в диапазонах изменения факторов, уст новленныхп итео етическом анализе (таблица 3)

1 - нож, 2 - гидроцилиндр выдвижения, 3 и 13 - рычаги, 4 - кронштейн, 5 - гидрораспределитель, 6 - щуп, 7 - сферические диски, 8 - чистики, 9 - рабочий орган, 10 - упор, 11 - гидро цилиндр подъёма , 12 - несущая балка (рама), 14 - навеска, 15- электродвигатель, 16 - масляной бак, 17 - ёмкость с песком.

Рисунок 10 - Лабораторная установка для исследования процесса обхода штамба дерева дисковым рабочим органом

Таблица 3 - Условия планирования эксперимента

Фактор и единицы измерений Натуральное обозначение Кодовое обозначение Интервал варьирования Уровни варьирования натуральные Уровни варьирования кодовые

верхний нуле вой ниж НИИ верхний нуле вой нижний

Скорость, км/ч X, XI- 2 7 5 3 +1 0 -1

Глубина обработки, см. Х2 4,5 12 7,5 3 +1 0 -1

Угол атаки, град. Х3 х3 6 30 24 18 + 1 0 -1

Значимость коэффициентов регрессии проверены по ¿-критерию Стью-дента, адекватность математической модели - по ^критерию Фишера, воспроизводимость - по О-критерию Кохрена.

Выходным параметром эксперимента была принята площадь защитной зоны у штамба дерева У (в кодированном виде).

Величину защитной зоны у штамба удобно характеризовать размерами вдоль и поперек линии ряда соответствующими величинам продольного и поперечного ходов рабочих органов при обходе дерева (рисунок 11). Величина продольного хода определяется расстояниями до штамба от точки начала выхода рабочих органов из линии ряда и от штамба до точки окончания ввода рабочих органов в ряд. На величину поперечного хода влияют отклонения деревьев от осевой линии ряда, углы наклона штамбов к горизонту, то есть ширина полосы ряда, а также непрямолинейность движения агрегата.

С - величина поперечного хода; В - величина продольного хода;

|-;> - направление движения трактора

Рисунок 11 - Определение необработанной зоны у штамба дерева

После расчета по общепринятым методикам коэффициентов регрессии, определения их значимости и проверки аде!сватности, получено уравнение:

¥=1124,38 - 662,71x1 - 38,9бх2 + 1124,38х,г + 1124,38х22 + П24,38х32

Анализ полученных зависимостей позволил оценить влияние угла установки рабочего органа, глубины обработки и скорости движения агрегата на площадь защитной зоны у штамба дерева. Задачу оптимизации решали с использованием MathCAD ПА Enterprise Edition путем построения поверхностей откликов (рисунок 12).

а) б) в)

Рисунок 12 - Поверхности откликов: а) площадь защитной зоны от скорости и глубины обработки; б) площадь защитной зоны от глубины обработки и угла атаки; в) площадь защитной зоны от скорости и угла атаки.

В результате решения компромиссной для вышеуказанного выходного параметра оптимизационной задачи независимые переменные, существенно влияющие на критерий оптимизации, имеют следующие значения: в натуральном виде а = 20 - 30 в натуральном виде V = 5 - 7 км/ч.

В пятой главе "Энергоэкономический анализ бороны дисковой садовой для обработки почвы в радах плодовых деревьев" представлен расчет экономической и энергетической эффективности выполнения технологического процесса обработки межствольных полос дисковым рабочим органом. В результате экономической проработки проекта получена объективная оценка эффективности и качества разработки, целесообразности внедрения ее результатов в производство.

Установлено, что дисковое почвообрабатывающее орудие обеспечивает экономию денежных средств в размере 896,807 руб./га, при этом годовой экономический эффект равен 156200 руб.

Использование бороны дисковой садовой для обработки почвы в рядах плодовых деревьев обеспечивает снижение расхода топлива на 65 %, затрат живого труда на 59 % и энергоемкости средств механизации на 88 % Уровень интенсификации от применения дисковой бороны составляет 64%

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что систематическая паровая обработка почвы в саду способствует созданию благоприятных условий для роста и плодоношения деревьев, однако при этом происходит усиление процессов эрозии, особенно водной, на землях склонов Систему черного пара нельзя применять без специальных почвозащитных мероприятий Наиболее эффективное средство защиты почв от эрозии в садах - задернение междурядий, которое также способствует обогащению почвы органическими веществами и повышению ее плодородия

2 Учитывая то, что применение гербицидов делает продукцию садоводства экологически небезопасной, наиболее приемлемыми являются следующие системы содержания почвы в садах

а) Залужение садов с периодическим скашиванием трав в междурядьях и межствольных полосах роторными косилками, которые одновременно измельчают зеленую массу

б) Залужение междурядий с периодическим скашиванием травы роторными косилками, которые одновременно измельчают зеленую массу Межствольные полосы обрабатываются специальными почвообрабатывающими орудиями

3 С учетом малой глубины залегания верхнего яруса корней плодовых деревьев в приствольной полосе обработка почвы должна проводиться на глубину 5-12 см Для эффективной работы агрегатов, в частности почвообрабатывающих, штамб дерева должен иметь высоту не менее 60 см, а свободный просвет под кроной дерева - не менее 50 см

4 Теоретический анализ показал, что на защитную зону рядов деревьев влияют отклонения деревьев от линии ряда, высота, диаметр и угол наклона штамба Защитное расстояние поперек ряда должно быть не менее 0,22 м по каждую сторону, а у штамбов вдоль линии ряда 0,46 м

5. При проведении теоретического анализа были установлены параметры дискового рабочего органа- диаметр дисков 450 мм, расстояние между дисками 240 мм, ширина захвата секции 700 мм, число дисков в секции 4 штуки При данных конструктивных параметрах обработка происходит без повреждения штамбов и обеспечивается качественное выполнение технологического процесса

6 Экспериментальные исследования предложенной бороны дисковой садовой для обработки почвы в рядах плодовых деревьев подтверждают результаты теоретических выводов При принятых параметрах фактическая площадь защитного круга у штамбов деревьев, подрезаемость сорняков и фракционный состав почвы соответствуют агротребованиям на данный технологический процесс.

7 На площадь защитной зоны у штамба дерева оказывают влияние все факторы (скорость движения агрегата, угол атаки рабочего органа, глубина обработки) Анализируя полученное уравнение регрессии можно утверждать, что наиболее существенным фшегором является скорость движения, при v = 3,22 км/ч - S— 0,2 м2, а при скорости v = 6,73 км/ч - S = 0,1 м2

8 Экономия денежных средств при применении в технологии обработки межствольных полос бороны дисковой составляет 896,807 руб /га, а годовой экономический эффект 156200 руб

9 Использование бороны дисковой садовой для обработки почвы в рядах плодовых деревьев обеспечивает снижение расхода топлива на 65 %, затрат живого труда на 59 % и энергоемкости средств механизации на 88 % Уровень интенсификации от применения дисковой бороны составляет 64%

10 Борона дисковая садовая для обработки почвы в рядах плодовых деревьев прошла эксплуатационную проверку в садах ООО "Золотой колос" Рязанской области Результаты исследований переданы Акционерному обществу "Гоповное специализированной конструкторское бюро по комплексам машин для механизации работ в сада.«, виноградниках, питомниках и ягодниках" (г Кишинев, Республика Молдова) для использования при совершенствовании машин для обработки почвы в рядах плодовых деревьев

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Шевкун, В А Машины для подкроновой и межствольной обработки почвы в рядах многолетних насаждений/ В А Шевкун// "И В Мичурин и агротехнические аспекты производства плодов и овощей на современном этапе" Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения Великого преобразователя природы И В. Мичурина (28-30 сентября 2005 г), /Под редакцией Н М Круглова - Воронеж ВГАУ, 2005.-С. 126-130,

2 Шевкун, В А Использование дисковых почвообрабатывающих орудий для обработки почвы в линии ряда деревьев/ Шевкун В А // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ им. В П Горячкина «Агроинженерия». Под ред Т В Сергованце-вой, вып 2 (22) - М. ФГОУ ВПО МГАУ, 2007 - С 42 - 44,

3 Шевкун, В А Определение защитной зоны в процессе обхода штамба плодовых деревьев дисковым рабочим органом/В А Шевкун// Садоводство и виноградарство Под ред И М. Куликова, вып 2 - М ГНУ ВСТИСП Россель-хозакадемии,2008 -С 23-24

Подписано к печати 28 05 08 Формат 60x84/16 Печать трафаретная Бумага офсетная Усл-печ л 1,3 Тираж 100 экз Заказ Кг274

Отпечатано в издательском центре ФГОУ ВПО МГАУ 127550, Москва, ул Тилшрялевская, 58 Тел 976-0264

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Системы содержания почвы

1.2 Технологическая операция обработки почвы в рядах деревьев и требования, предъявляемые к ней.

1.3 Обзор известных машин для обработки почвы в рядах деревьев

1.4 Сравнительная оценка машин по возможности применения в различных условиях эксплуатации

Выводы по главе

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ В МЕЖСТВОЛЬНЫХ ПОЛОСАХ 36 2.1 Состояние вопроса и задачи исследований

2.2. Размещение плодовых деревьев в ряду, размерные характеристики штамбов

Выводы

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ОБХОДА

ШТАМБА ДЕРЕВА РАБОЧИМ ОРГАНОМ

3.1 Обоснование направлений теоретических исследований 44 Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

4.1 Методика исследований

4.2 Исследование процесса обхода штамба дерева дисковым почвообрабатывающим орудием.

Выводы

ГЛАВА 5. ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА 68 5.1 Экономическая оценка использования бороны дисковой садовой для обработки почвы в линии ряда плодовых деревьев 68 5.2 Энергетическая эффективность обработки межствольных полос дисковым рабочим органом

Выводы

1. Анализ известных систем содержания почвы в садах показал, что систе матическая паровая обработка почвы в саду способствует созданию благоприят ных условий для роста и плодоношения деревьев, однако при этом происходит усиление процессов эрозии, особенно водной, на землях склонов. Систему чер ного пара нельзя применять без специальных почвозащитных мероприятий. Наи более эффективное средство защиты почв от эрозии в садах - задернение междуря дий, которое также способствует обогащению почвы органическими веществами и повышению её плодородия.2. Учитывая то, что применение гербицидов для борьбы с сорняками делает продукцию садоводства экологически небезопасной, наиболее приемлемыми яв ляются следующие системы содержания почвы в садах:

а) Залужение садов с периодическим скашиванием трав в междурядьях и межствольных полосах роторными косилками, которые одновременно измельча ют зеленую массу.б) Залужение междурядий с периодическим скашиванием травы ротор ными косилками, которые одновременно измельчают зеленую массу. Межстволь ные полосы обрабатываются специальными почвообрабатывающими орудиями.Предложен дисковый рабочий орган для обработки почвы в рядах плодовых де ревьев.3. С учетом малой глубины залегания верхнего яруса корней плодовых де ревьев в приствольной полосе обработка почвы должна проводиться на глу бину 5-12 см. Для эффективной работы агрегатов, в частности почвообрабаты вающих, штамб дерева должен иметь высоту не менее 60 см, а свободный просвет под кроной дерева - не менее 50 см.4. Теоретический анализ показал, что на защитную зону рядов деревьев влияют отклонения деревьев от линии ряда, высота, диаметр и угол наклона штамба. Защитное расстояние поперёк ряда должно быть не менее 0,22 м по каж дую сторону, а у штамбов вдоль линии ряда 0,46 м.5. При проведении теоретического анализа были установлены параметры дискового рабочего органа: диаметр дисков 450 мм, расстояние между дисками 240 мм, ширина захвата секции 700 мм, число дисков в секции 4 штуки. При дан ных конструктивных параметрах обработка происходит без повреждения штам бов и обеспечивается качественное выполнение технологического процесса.6. Экспериментальные исследования предложенной бороны дисковой садо вой для обработки почвы в рядах плодовых деревьев подтверждают результаты теоретических выводов. При принятых параметрах фактическая площадь защит ного круга у штамбов деревьев, подрезаемость сорняков и фракционный состав почвы соответствуют агротребованиям на данный технологический процесс.7. По результатам проведения много факторного эксперимента по плану ПЭФ 23 установлено, что на площадь защитной зоны у штамба дерева оказывают влияние все факторы (скорость движения агрегата, угол атаки рабочего органа,

8. Экономия денежных средств при применении в технологии обработки межствольных полос бороны дисковой составляет 896,807 руб./га, а годовой эко номический эффект- 156200 руб.9. Использование бороны дисковой садовой для обработки почвы в рядах плодовых деревьев обеспечивает снижение расхода топлива на 65 %, затрат живо го труда на 59 % и энергоемкости средств механизации на 88 %. Уровень интен сификации от применения дисковой бороны составляет 64%.10. Борона дисковая садовая для обработки почвы в рядах плодовых деревь ев прошла эксплуатационную проверку в садах ООО "Золотой колос" Рязанской области. Результаты исследований переданы Акционерному обществу "Головное специализированное конструкторское бюро по комплексам машин для механиза ции работ в садах, виноградниках, питомниках и ягодниках" (г. Кишинев, Респуб лика Молдова) для использования при совершенствовании машин для обработки почвы в рядах плодовых деревьев