автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАКТОРОВ С ЩАДЯЩИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ПОЧВУ В РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ



На правах рукописи

ЗАХАРЧЕНКО Анатолий Анатольевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАКТОРОВ С ЩАДЯЩИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ПОЧВУ В РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева».

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Горбачев Иван Васильевич

Официальные оппоненты: лауреат Государственной премии СССР,

Заслуженный деятель науки и техники Р.Ф., доктор технических наук, профессор Петров Геннадий Дмитриевич

доктор технических наук, старший научный сотрудник

Славкин Владимир Иванович

Ведущая организация: - ФГУ «Центральная машиноиспытательная станция» (г.Солнечногорск)

Защита состоится «13» мая 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д. 220,056.03 при Российском государственном аграрном заочном университете (РГАЗУ) по адресу: 143900, Московская область, г.Балашиха, 8,ул. Ю. Фучика,д. 1, ауд.201

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГАЗУ

Автореферат разослан «_ 15 _» апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационно го совета кандидат технических наук, профессор у^З^ТхУ И.Е. Карнаухов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальности темы. Картофель в нашей стране является одной из важнейших с.-х. культур, которая по посевным площадям занимает второе место после зерновых. Большое значение картофель имеет в решении продовольственной проблемы, как в нашей стране, так и за рубежом. В стране идет сокращение посевных площадей в хозяйствах. Парк машин в картофелеводстве практически не обновляется, списание превышает приобретение.

Сегодня проблема использования новой техники не сбалансирована с учетом экологических факторов, например, по допустимому давлению на почву. Основываясь на методологических принципах, заложенных академиком В.П. Горячкиным (полезности, экологической безопасности и экономической эффективности), в работе предлагается решение этих задач.

Цель исследования. Разработка и реализация вопросов повышения эффективности возделывания картофеля па основе современных технологий при использовании экологически безопасных машин, сохраняющих почвенное плодородие.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

• разработать предпосылки для внедрения технологий, позволяющих высококачественно и эффективно выполнять технологические операции на возделывании картофеля;

• обосновать эксплуатационные факторы использования системы машин, обеспечивающих щадящий экологический режим воздействия на почву;

• провести исследования, направленные на разработку мероприятий, раскрывающих взаимосвязи параметров агрегатов с агроэкологией;

• получить закономерности влияния уплотнения почвы от воздействия ходовых систем машин, используемых в технологических операциях, на урожайность картофеля;

• разработать рекомендации и провести проверку эффективности применения новых научно-технических решений* ... ,

Объект исследования. Система, обеспечивающая изучение технологических производственных процессов по возделыванию пропашных сельскохозяйственных культур (почва, тракторы, с.-х.. машины).

Предмет исследования - процессы, протекающие внутри системы: машина- почва- урожай.

^ещддцка исср$$о$аний. В основу методики проведения исследований положена триада академика В.П. Горячкина: рабочий орган, среда, энергетика. Для решения указанных задач использованы принципы причинно-следственного анализа влияния агроэкологических факторов на эффективность использования агрегатов, качество выполнения технологических операций и в конечном итоге на урожайность картофеля.

Теоретические основы исследования опираются на научные данные ученых по вопросам технологии возделывания картофеля и эффективного использования техники с использованием методов математического моделирования систем изучаемых процессов.

При проведении исследований применены аналитический, экспериментальный и экономико-математический методы с использованием современных ЭВМ.

Научная новизна.

- математическая модель, раскрывающая влияние конструктивных и технологических параметров агрегатов на агроэкологическое состояние почвы;

- зависимость изменения плотности почв от воздействия ходовых систем машин и влияние ее на урожайность картофеля

Практическая значимости, и реализация результатов работы. • разработаны рациональные технические решения, обеспечивающие повышение урожайности картофеля с наименьшими агроэкологическими нарушениями почвы;

- определены направления совершенствования технологии возделывания картофеля с использованием техники, обеспечивающей щадящее воздействие на почву;

- рекомендации, разработанные по результатам исследований, используются в 2

учебном процессе в МСХА, переданы ОАО «ВИСХОМ» и отдельным хозяйствам Московской области РФ и Венгрии.

Апробаиия работы Основные положения диссертации доложены и одобрены на Российских и международных научных конференциях: МСХА им К.А. Тимирязева, МГАУ им. В.П. Горячкина, Саранском Государственном Университете им. Н.П. Огарева, Университете аграрных наук (г. Геделе, Венгрия) я Россельхозакадемии.

Публикации. По результатам исследование опубликовано 10 научных работ.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 16! страницах с 26 рис. и 38 табл. Список литературы включает 146 работ, из них 28 на иностранных языках.

Работа выполнена на кафедрах сельскохозяйственных машин, тракторов, автомобилей и эксплуатации МТП МСХА им, К.А. Тимирязева, на кафедре механики Университета аграрных наук (Венгрия).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение включает обоснование актуальности темы исследований, сущность выполненной работы, цель и основные положения, выносимые на защиту.

Глава 1 «Состояние вопроса по возделыванию пропашных культур (на примере картофеля)». Проведен анализ исследований по эффективности возделывания пропашных культур по двум направлениям: в области агротехнологии и влиянии машин на уплотнение почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

Первая часть главы посвящена рассмотрению существующих технологий возделывания картофеля. В основу исследования положены работы ученых: Г.С. Алферова, Н.В. Бышова, Н.И. Верещагина, П.И. Гаджиева, А.П. Дорохова, В.В. Зубкова, М.Н. Ерохина, А. Кузнецова, ПЛ. Максимова, Г.Д, Петрова, А,Н.

з

Постникова, К.А. Пшеченкова, В,И. Славкима, А.А.Сорокина, В.И. Старовойтова, М.Б, Угланова, И.А. Успенского и др., занимавшихся вопросами повышения эффективности возделывания картофеля. Проанализированы различные технологии возделывания картофеля, и их особенности использования в хозяйствах в настоящее время, а также рассмотрены комплексы машин для выполнения всех операций технологического процесса возделывания картофеля.

Во второй части главы дан анализ исследований ученых: В.П. Горячкина, Я.С. Агейкина, М.Г. Беккера, В.Ф. Бабкова, П.У. Бахтина, Н.С. Бондарева, Ю.А. Ганькина, А.Н. Захарченко, Д.И. ЗолотаревскоЙ, В.В.Кацыгина, А.М. Кононова, И.П. Ксеневича, A.C. Кушнарева, М.И. Ляско, Н.С. Матюка, В.В. Медведева, И,П. Панова, А.И. Пупоннна, А.Ф. Полетаева, В,А. Русанова, П.М. Сапожникова, В.А. Скотникова, и др., занимавшихся изучением воздействия ходовых систем машин на физические свойства почв. Основными оценочными показателями уплотнения почвы являются плотность, твердость, влажность, структурность, влагопроницаемость, пористость и др. Рассмотрен комплекс вопросов, связанных с переуплотнением почвы ходовыми системами с.-х. техники. На основании анализа существующих работ обоснована схема проведения исследований (рис. 1), позволяющая реализовать цель и поставленные задачи.

Глава 2 «Теоретические исследования прогнозирования эксплуатационных параметров и режимов работы пропашных тракторов».

Оптимизационно-функциональная логистическая модель исследования сложных процессов позволила определить пути решения поставленных задач снизить уплотняющее воздействие тракторов путём выбора рациональных конструктивных параметров и режимов работы агрегатов.

При работе трактора в установившемся режиме силы, действующие на него (рис. 2) находятся в равновесии:

2{Ni + N2) - Gcosa - P^tga* = О 2(Т] + Tj) - Р«р - Gsma = О

(а)

(б) (1)

GcosaX„ - 2NiL - 2Ti(Ri - Ri) - P^tga. гЦр+Р^ (R2 - h^) = 0 (в)

Степень использования тяговой мощности трактора большинством авторов оценивается коэффициентом полезного действия (КПД) как = (2), где tin - КПД учитывает механические потери трансмиссии (tjp = const), не зависит от массы трактора; r|f - КПД учитывает потери на перекатывание (и подъем);

tie-КПД учитывает потери на буксование. ^=1—-

(3),

где суммарная сила тяга трактора Рк = 2(Р,( + Р^) = 2[(Т| + Б|) + {Т2 + 82)] -; сила сопротивление'качению Рг = 2{Э[ + Эз) + взша, 2(8] + Бг); сила сопротивления трактора движению на подъем - Сэта.

Рис. 2. Силы, действующие на трактор Рассмотрим условия, при которых Т]т принимает максимальное значение. Покажем силы взаимодействия колеса с почвой (рис. 3). Используем функциональную зависимость г)т от влияющих на него факторов на основе уравнения Д.И. Золотаревской, учитывающего улруго-вязкие свойства почвы:

(4)

Ъо de

--v pa = q—

dt ^ 4 dt

где сг - напряжение сжатия, МПа; е - относительная деформация сжатия (осадка) почвы; г - время, с,; р и ч - параметры управления, являющиеся механическими характеристиками почвы, соответственно в с"1 и МПа,

Для лепсосуглинистой почвы в зависимости от ее плотности а (г/см3) и угловой скорости колеса ш (рад/с.) (при влажности ТУ=20 25 %).

ц =23,82- 15,66а, р =3,14 + 0,9а-1,6© (5)

При движении по упруго-вязкой почве (слоем Н) тяговое усилие Psp=const (если скорость vp- const). Надо найти массу трактора (GT) и ее распределение по осям, чтобы он работал с максимальным КПД (т]т).

Заменим колесо с пневматической шиной условным жестким с увеличенным

приведенным радиусом - R^, = R(1 + Л), где Д - величина, зависящая от

параметров колеса я свойств почвы (R-радиус колеса).

Поверхность контакта колеса с почвой представлена дугой АСВ (линия

контакта). На участке линии контакта, соответствующем дуге ВС происходит

сжатие почвы колесом, на участке АС протекают обратимые деформации

7

почвы. Обозначим угол ВОС через у»> а угол АОС через у,. Угол между осью Оу и радиусом колеса, проведенным в точку, находящуюся на линии контакта в течение времени t, равен у = у„ - ot. Угол у, характеризует величину полной осадки почвы {глубины колеи- h) - К = R(1 - cos у,). Угол уа выражаем через угол ув с точностью до малых величин седьмого порядка малости по формуле:

+ (0,129Э5г' -0,12893^^ +0,004241?^,' ^

Вертикальные реакции N и силы сопротивления качению S обозначим как:

в функции от угла у»;

•¡¡R —xN

.т l-gR\4 , 4 4 2 .28 з „ s 2 ,232 , „. ,

-а0554г' -0,0878V + 0,00477У,1]; (7)

+l)lT$g(g2 "fS(gl + + (Ul743gA + I'M«4gi-0,16086)gli'.,j (8)

При качении колеса по упруго-вязкой почве, как и при качении по любому другому деформируемому основанию, возникают зоны сцепления,

V

скольжения и буксования, определяемые коэффициентом буксования S = 1—-

И'Л

и коэффициентом трения-скольжения f между колесом и почвой.

Величина буксования 5ол, когда сила Т имеет максимальное значение. Находим углы yi и yj определяющие границы зоны сцепления;

arcsrn-

(9)

Реакции N1, в), Т| являются функциями угла у ,1; N1 = М](у,|); 5| = 8|(у>1); Т] = Т|(уе]), а реакции N2, Т2 зависят от величины утла Силы N. и определяем по формулам:

.. г4 ,4 , 2 .28 , „ , 2 .232 , т ,

+ (1,0554^ -0,0878^+0,0047^]; (10)

8

+ (Ц 1743g,4 +1,-00634g? - 0Д6086)я,^ ] (П)

Функции qt, Т|5 и tit от коэффициента перераспределения массы имеют по одному максимуму. Выявим условия максимума т(г.

При работе трактора с постоянной скоростью выполняются условия (1) его установившегося движения. Из уравнения (1а) следует, что :

2{Nt + Лг )_ P^tga.

G ---ф - " (12).

т ■ Cos а у '

Находим условный экстремум функции % = r[T(y»i) у „2) двух

независимых переменных и v|/,i при условии, что и v^ удовлетворяют

уравнению связи:

tp(¥.i. " Ti(v,i) - Ni(ye])tga + Tjiv.i, -- N2(vB„ yDl)tga - 0,5PkT(l - tga tga„) = 0 (13)

(Ркр = const).

Функция л,, описывается зависимостью:

_0,5(1-«МО_

Пт ~ п- ' (1 - st )[Ti ) + 5,(yr„)] + <1 - 5t(улугл) + Sa (y„yrtl)J(14)

Для выявления точки условного экстремума данной функции qT - TiXVsi. Vö) составим вспомогательную функцию Лагранжа - Р(у,|, у»:> А,):

+ где X - коэффициент.

Введем обозначения: С = 0,5 Цм(1 -50(1 - 53) Р^ 71)= 1 -6,; гц= 1 - 5г. Обозначив о = <5, - St при (« = 0) функция Лагранжа имеет вид:

F(" '№'л>%(0¿Pv + stso+^ + s,)*™ OS)

Приравнивая нулю частные производные от F{ye ,у/вг,Х) (15) и исключая из системы уравнений множитель к, получим

Г, + Г,-0,5 Ркр» 0 J Если величины Г, зависят только от угла ув1, то при а -0 я и « О находим точку максимума *}т.

В результате преобразований окончательно находим Т как функцию угла

По уравнению (12), определяем массу трактора, а затем по (1в), величины С?, и С?3 статические нагрузки на переднюю и заднюю оси.

Устойчивость прямолинейного движения агрегата сохраняется при условии Мцов^Мсопр) гДе Мдов - момент, создаваемый управляемыми колёсами трактора и обеспечивающий требуемое изменение направления движения; Мсопр ~ момент сил сопротивления повороту агрегата.

Угол поворота передних управляемых колёс р при задней навеске рабочих машин равен полусумме углов поворота внутреннего и внешнего колёс (Рис. 4). При движении агрегата по ровному полю (а=0) от сил Ркп и 7.„ возникает поворачивающий момент Мпов . а от сил сопротивления боковому смещению рабочих органов машины Рсз, Реп и силой сцепления опорных колёс машины с почвой - момент сопротивления Мсопр

Поворачивающий момент относительно точки - 0 равен: Мпов=2Ркп 151пр + 2ДI соэр - 2Р {„ I зшр При движении агрегата на наклонной поверхности поля

Мпов=2Ркп 1 зтр + 2г„ 1 созР - 2Р I этр ± 0Т а зта Касательная сила тяги передних колёс равна Ркп=Р]ф- Сила сопротивления боковому сдвигу равна 2а=Р1*<р\ где ф'- коэффициент сопротивления боковому сдвигу. Сила сопротивления качению передних колес РЛ ^Р^бг. При ю

чг„: т = + 14ч*; +1,4«; + (Х +

<17),

(18)

СИ=Р|1, выражение примет вид: М„0„=2 Р^фзтр-Нр' собР-Ь Бт^та)

Рис.4. Угол поворота агрегата Масса, приходящаяся на передние управляемые колеса, зависит от места навески с.-х. машины, а также наличия у нее опорных колес.

При комплектовании в агрегате рабочих машин на передней и задней навесках поворачивающий момент-Мпов=2РК|ц'Ь1п(3+22п|1'соз(3-2РГ1,'Ьтр±От'а 51па, а момент сопротивления Мсппр=2 Ри,1 (I+1щ,+1чи)+2Ри(1т+1«) •

Устойчивое движение агрегата сохраняется, когда Мпов= М^р и если Р|=Р,щ и Р1=РЮ, то угол поворота передних колес:

2\<?

При оптимизации параметров интересно связать угол курсовой устойчивости с поступательной скоростью движения трактора, базой и другими показателями, влияющими на устойчивость прямолинейного движения, а также получить передаточные функции, связывающие отклонение управляемой точки рабочей машины с углом поворота колес. Находим распределение общей массы трактора по осям:

Глава 3 «Лабораторные экспериментальные исследования машинно-тракторных агрегатов». Разработана программа лабораторных исследований включающая: моделирование воздействий на почву ходовых систем тракторов с помощью штампов, опыты на стенде с различным типоразмером шин и натурных образцов тракторов в почвенном канале. Представлена методика статистической обработки полученных данных.

С помощью стальных штампов изучали степень уплотнения почвы в зависимости от их размера, величины нагрузки и влажности. В результате исследований выявлена линейная корреляционная зависимость между плотностью почвы (р), удельной нагрузкой (ч) и площадью контакта (Р), которая выражается уравнением регрессии при влажности почвы 19...20% (0,6НВ): р = 1,3102 + 0,0204ч + 0,00003ЗР(1+Ч)

Испытания на стенде показали, что с ростом нагрузки на колесо, плотность почвы увеличивается по всем исследуемым слоям (0..,30см). Наименьшее приращение плотности почвы наблюдали в опытах с широкой шиной (360-762). Моделировали прохождение двух колес трактора по одному следу, для чего на стенде чередовали нагрузки на колесо. Изучали пять вариантов соотношения первоначальной и последующей нагрузок: Р| /р2= 0,7 ; 0,85 ; 1,0 ; 1,15 ; 1,30. Опыты рендомизированы, повтори ость - трехкратная. Одновременно с деформациями определяли гранулометрический состав почвы при различном чередовании нагрузок на шину (табл. 1).

Лучший структурный состав почвы (по слоям) отмечен при чередовании нагрузок Р| /?2= 0,85 (V вариант с широкой шиной 360-762). В почвенном канале на основе планирования экспериментов был поставлен многофакторный опыт с целью установления зависимостей плотности почвы от предварительного уплотнения, скорости движения, нагрузки на колесо и влажности почвы. Уровни варьирования факторов выбирали с учетом реальных условий работы тракторов МТЗ-82 н ЛТЗ-100.

Исследования позволили выявить значимость факторов, влияющих на

Плотность и структура почвы при чередования нагрузок на колесо. Табл. 1

Нагрузки, Слой Плотн- Влажн- Структура почвы по слоям, %

почвы, см ость почвы, г/см* ость почвы, %

кН Глыбист. агр.Юмм Оптим.(агр от 1...7мм) Микро.агр 0,5...0,1мм

Контроль 0...10 10...20 1,14 1,22 15,7 16,3 52,0 52,0 38,8 38,4 9,2 8,7

20...30 1,31 17,1 65,9 29,6 4,5

I 0...10 1,41 15,9 65,1 28,9 6,0

10,7+15,3 10...20 1,37 16,7 62,7 31,2 6,1

20...30 1,за 17,4 65,4 30,0 4,6

II 0...10 1,35 15,9 54,7 37,0 83

13,0+13,0 10...20 1,35 16,4 52,9 38,9 8,2

20...30 1,35 17,4 54,5 38,6 6,9

ш 0...10 1,37 16,7 55,0 39,0 6,0

14,0+12,0 10...20 1,36 16,8 54,7 38,6 6,7

20...30 1,35 17,1 59,4 36,0 4,6

IV 0...10 1,35 16,4 56,5 36,6 6,9

15,3+10,0 10...20 1,34 16,9 60,0 33,3 6,7

20...30 1,36 17,5 57,6 35,6 6,8

V 0...10 1,31 16,3 52,2 41,3 6,5

12,0+14,0 10...20 1,33 16,4 51,5 43,8 4,7

20...30 1,36 17,0 60,6 34,9 4,5

уплотнение почвы, и получить уравнения регрессии для слоев почвы: 0...10 см у= 1,404+0,099Х1+0,1б6Х2+0,05бХ3-0,089Х1Х2 10...20 см у = 1^278+0,93Х1-0,048Х(Х]-0,028Х) X! Х3 20...30 см у = 1,428+0,048ХгО,025Х3+0,025ХгХгО,028Х, Х2 Х3 где: У - плотность почвы; Х[ - фактор, отражающий предварительное состояние почвы; X; • фактор, отражающий влияние нормальной реакции на колесе; Х3 - фактор, отражающий влияние влажности почвы.

В верхнем почвенном слое (до 10см) все три исследуемых фактора значимы и значим эффект парного взаимодействия факторов Х| и X}. При последовательных проходах колеса по одному следу интенсивность нарастания плотности почвы снижается, стремясь к определенному пределу.

Сдвоенные колеса с шинами 2 х (9,5-32) уплотняют почву меньше, чем остальные. Опыты в почвенном канале по изучению влияния давления воздуха (Р*) в шине на величину возникающих в почве нормальных напряжений (о) свидетельствуют о значительном влиянии внутреннего давления в шине на

Рис. 5. Напряжения в почве в зависимости от давления в шине, величину напряжений. На рис. 5 и 6 даны нормальные напряжения на глубине 10см в зависимости от давления воздуха в шинах трактора МТЗ-80 при варьировании нагрузок от = 6,0 кН до Оп = 11,5 кН на рыхлой почве (р0 = 1,1 г/см1). Интенсивность роста напряжений с увеличением давления снижается, что можно объяснить резким увеличением площади контакта

Рис. б. Напряжения в почве в зависимости от нагрузки на колесо.

шины с почвой.

Сдвоение колес с шинами позволяет существенно снизить уплотнение почвы.

Глава 4 «Исследования на возделывании картофеля в хозяйствах». На полях экспериментальной базы МСХА были проведены опыты по возделыванию картофеля при различной уплотненности почвы: без дополнительного уплотнения; среднее уплотнение {1 проход трактора); сильное уплотнение (2 прохода трактора по следу).

Результаты опытов показали, что под воздействием колес трактора в дерново-подзолистой почве совершаются необратимые деформации, которые ведут к систематическому увеличению ее плотности и твердости, накоплению во времени (рис. 7). На уровень уплотнения в значительной мере влияет и влажность почвы (рис. 8). На трафике прослеживается тесная связь между плотностью (Ку) и влажностью почвы. Во время уплотнения повышение влажности почвы ведет к значительным деформациям, при этом

Рис. 7. Коэффициент (Ку) и плотность (р) по слоям почвы наибольшему уплотнению подвергается слой почвы до 10 см. Одновременно изучали плотность почвы по изменению коэффициента относительного уплотнения (Ку) в зависимости от её влажности (рис. 8) и числа проходов агрегатов по одному следу.

и

В полевом опыте МСХА рыхление, уплотнённой тракторами, дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы чизелями на глубину 38...40 см снижало на 0,06...0,15 г/см1 плотность корнеобнхаемого слоя и на 14...23% твёрдость, повышало на 30...50% пористость аэрации, что обусловило увеличение сбора клубней картофеля-на 25,6...33,2 ц/га.

Опыты на возделывании картофеля проводили в агрофирме «Крюково» и экспериментальной базе учхоза МСХА «МихаЙловское» (Московская область), а также в хозяйстве «Солум Rt» акционерного общества Комароми MT-Rt (Венгрия).

На полях агрофирмы «Крюково» использовали агрегат, составленных на базе трактора МТЗ-82 в 3 вариантах опытов. В первом варианте использовали трактор - МТЗ-82 с одинаковой колеей передних и задних колес -1400 мм.

1J 1

< влежгостъ по*иц

V _ i-1 П5 - 11»

\

1 ВлпшсА тчан

V

1 ---.--МП —во

W, м,

Рис. 8. Коэффициент (Ку) в зависимости от влажности почвы (\У). Во втором случае колею задних колес трактора увеличивали до 2800мм. При этом задние колеса не шли по следу передних, но при смежных проходах задние колеса шли по своему предыдущему следу. В третьем варианте колея передних колес - 1400 мм, задних - 2800 мм. При этом в каждом смежном проходе пропускали один рядок (ширина междурядий 0,7 м), то есть задними колесами трактора не происходило повторного уплотнения междурядий картофеля.

Посадку картофеля производили в заранее сформированные гребни. На

опытных делянках определяли твердость, влажность и плотность почвы, а 1«

также расход топлива на всех технологических операциях. Междурядные обработки проводили агрегатами с теми же тракторами.

Данные по урожайности картофеля с опытных делянок приведены на рис. 9. При пропуске рядка на посадке картофеля, когда задние колеса при смежных проходах не идут по своему предыдущему следу, отмечена наименьшая плотность почвы и получен наибольший урожай картофеля - 217,55 ц/га. Урожайность картофеля возросла почта на 8% (по сравнению с контролем), вследствие меньшей плотности почвы и большей площади питания растений. При пересчете на единицу полученной продукции картофеля с учетом проведения 3-х культиваций суммарный расход топлива тремя агрегатами с трактором МТЗ-82 практически одинаковый.

В учхозе «МихаЙловское» на всех операциях по возделыванию картофеля использовали агрегат, составленный на базе трактора МТЗ-80 с пониженным давлением воздуха в шинах передних (Р\уг=0,1МПа) и задних колес

220 215 210 205 200 195 190

Рис. 9. Урожайность картофеля (ц/га) на полях агрофирмы «Крюково», (Рц,э=0,08МПа) (шины 7,5-20 и 15,5Ю8). При этом на рыхлых почвах, подготовленных под картофель, уменьшается уплотнение почвы как по следу движения колес, так и в грядах. В опытах не наблюдали существенных отклонений от нормальных условий работы (устойчивость движения,

Л :

- ^ШГ'

у-:: Л !'. "■■ ■ ■

::: г?

Узкая колея (1400 ым) Разная колея передних Разная колея с и задних колес пропуском ряда

управляемость, повышенный износ шин и т. п.). Использование такого трактора позволило снизить плотность почвы в среднем на 0,05 г/см^, и обеспечить увеличение урожайности, в среднем, на 20 ц/га (9%) по сравнению с контролем.

Исследования позволили вывести корреляционную зависимость между величиной урожая картофеля (У, ц/га) и плотностью почвы (р, кг/см1) в рядах на глубине 0..,0,3 м. (рис. 10) У = 1151,4-730 р.

Влияние уплотняющего фактора на урожайность картофеля исследовали в условиях черноземов Венгрии при возделывании этой культуры по голландской технологии. На посадке картофеля использовали трактор Фиат-110 с 4-х сажалкой - Огееп-ММ (междурядьями 75 см.). Давление воздуха в шинах передних колес трактора снижали до 0,12 МПа, задних - до 0,1 МГТа.

На опытных делянках, обработанных агрегатом с трактором, имеющим пониженное давление воздуха в шинах, получен урожай выше, чем на контроле. Прибавка урожая семенного картофеля составила 23,1 ц/га, что составляет 8,8 %. Полученные данные хорошо сочетаются с результатами производственных опытов в Московской области, У.ц/га

ж

215 240 »6 2ЭС 225 220 215 210 206 300

1

1

*

155

р. кг/см1

1Д6

138

т

тз

Рис. 10. Влияние плотности почвы на урожайность картофеля

Внедрение рациональных технологий и экологичных машин снижает

уровень уплотнения почвы, что сказывается на повышении плодородия почвы и

урожайности сельскохозяйственных культур.

Экономический эффект от внедрение в производство результатов

исследований складывается из нескольких факторов: увеличение урожая, 18

сохранения плодородия почвы и др.

На полях агрофирмы «Крюково» получена прибавка урожая 15,7 ц/га, что составило экономический эффект более 7000 руб/га (цены 2002 г). В учхозе «Михайловское» за счет снижения уплотнения почвы получено увеличение урожая на 20,0 ц/га, а экономический эффект составил около 9000 руб/га.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании полученных теоретических зависимостей, позволивших определить массу пропашного трактора типа МТЗ с учетом характеристик почвы и тягово-сцепных свойств ходовой части, установлено, что на переднюю ось должна приходиться 1/3 его общей массы.

2. Определены нормообразующие показатели для природно-климатических зон Европейской части России: удельное сопротивление 0,55...0,60 кг/см2, размеры полей (длина гона 500...700 м, площадь поля 8...33 га, угол склона до 3° и др,), необходимые для оценки эффективности работы пропашных тракторов.

3. С увеличением нагрузки на колесо трактора плотность дерново-подзолистой почвы возрастает, при этом наиболее уплотняется верхний пахотный слой (0...10 см), при предельной полевой алагоемкостн 0,8НВ и удельной нагрузке 0,5 кг/см2 плотность почвы достигает своих наибольших значений- 1,5...1,54г/см3,

4. Полученная линейная корреляционная зависимость р = 1,3102 + 0,0204ч + 0,000033Р(1+ч) позволяет прогнозировать уплотнение почвы колёсным трактором в в зависимости от удельной нагрузки, площади контакта и плотностью дерново-подзолистой почвы.

5. Наилучший гранулометрический состав почвы, при котором оптимальные почвенные агрегаты составляют 41,3-43,8%, образуется колесом с более широкой шиной, когда первоначальная нагрузка, имитирующая проход переднего колеса, равна - 12,0 кН, а повторная - (заднего колеса) - 14,0 кН.

6. При возделывании картофеля на дерново-подзолистых почвах

снижение внутреннего давления воздуха в шинах передних колес трактора

МТЗ-80 до 0,12 МПа, в задних - до 0,08 МПа позволяет уменьшить плотность

19

почвы в среднем на 0,05 г/смЗ, в результате чего при неизменном расходе топлива, урожай увеличивается на 20 ц/га.

7. Использование для возделывания картофеля по голландской технологии в условиях черноземов Венгрии тракторов типа Фиат-110 с пониженным давлением воздуха в шинах обеспечивает прибавку урожая на 23 ц/га.

8. Полученная корреляционная зависимость Y = 1151,4 - 730 р, позволяет прогнозировать урожайность картофеля в зависимости от плотности дерново-подзолистой почвы для конкретных хозяйственных условий.

9. Использование на возделывании картофеля в условиях Московской области тракторов класса 1,4 с разной колеей передних и задних колес дает прибавку урожая до 16 ц/га.

10. Внедрение в производство результатов исследований обеспечивает

экономический эффект на возделывании картофеля свыше S000 руб/га.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Захарченко А.Н., Калинников В.В., Захарченко A.A., Бурдыкин В.И. Влияние ходовых систем тракторов кл. 3,0 на некоторые агрофизические показатели почв. Труды МСХА, вып.268,1997. С. 179-184

2. Захарченко А.Н., Захарченко A.A. Оценка уровня технического состояния с.-х. техники и расчет состава МТП, Доклады международной научно-практ. конференции 17-19 июля 1998 г. (ЦМИС, г. Солнечногорск). С.167-168.

3. Захарченко АЛ., Пахунова Р.Н., Захарченко A.A. Влияние экологических факторов и надежности сельскохозяйственной техники на расчёт состава МТП. Доклады международной научно-практической конференции памяти акад. В.П. ГорячкинаТ-1. М-1998. С203-206,

4. Захарченко А.Н., Захарченко АЛ. Оптимизация состава МТП различных хозяйств с учётом экологических факторов и надежности сельскохозяйственной техники. Труды Университета аграрных наук, г. 20

Геделе, Венгрия, 2000. С.44-47.

5. Захарченко А Н., Пахунова Р.Н., Захарченко A.A. Оценка технико-экономических показателей различных МТП в технологии возделывания картофеля. М,, доклады МГАУ, 2001. С.85-87.

6. Захарченко АЛ. Методика и некоторые результаты использования тракторов МТЗ с различной колеей на возделывании картофеля. Сб. тр. Всеросийской научно-практ. конференции «Современные технологии, средства механизации и технического обслуживания в АПК. Саранск, 2002. С. 128-134.

7. Захарченко А.Н., Захарченко A.A., Пахунова Р.Н. Развитие топливного рынка Венгии. (М.О. г. Сходня - МУПК). Материалы научно-практической конференции 17-21 октября 2003г. С.89-91.

8. Захарченко А.Н., Захарченко A.A., Пахунова Р.Н. Эксплуатационные исследования эксперим. образцов с.-х. тракторов кл, 3,0. Тр. МЭСИ, 2003. C.116-119,

9. Захарченко А.Н., Захарченко A.A., Пахунова Р.Н. Международная кооперация на финансово-потребительском рынке. Материалы научно-практической конференции. (г.Сходня - МУПК). 17-21 октября 2003г. С.91-96.

10. Захарченко A.A. Эксплуатационные исследования влияния ходовых систем тракторов кл. 3,0 на уплотнение почвы и урожайность с.-х. культур. Межвузовский сб. науч. трудов «Энергоресурсосберегающие технологии и системы в АПК». МГУ им. Н.П. Огарева. Саранск 2003, С.81-89.

Усл. печ. л. 1,16 Зак. 169_Тираж 100 экз.

AHO «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44