автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование конструктивно-технологической схемы и оптимизация основных параметров комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы

На правах рукописи

Абдулнатипов Муслим Гайирбегович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

7 НОЯ 2013

005537643

Волгоград-2013

005537643

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова»

Научный руководитель: Байбулатов Таслим Султанбекович,

доктор технических наук, доцент

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Лауреат Государственной премии СССР, заслуженный изобретатель РФ, ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет», профессор кафедры «Механика» Пындак Виктор Иванович,

кандидат технических наук, ООО «Интертехника», г. Волгоград, начальник отдела гарантий Абезин Дмитрии Александрович

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Дагестанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» (г. Махачкала)

Защита состоится «Л» ноября 2013 г. в 12 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.008.02 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет» по адресу: 400002, г. Волгоград, пр-т Университетский, 26, зал заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан «16» октября 2013 года и размещен на официальных интернет-сайтах ВАК РФ и Волгоградского ГАУ.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ряднов Алексей Иванович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Борьба с сорной растительностью является важным резервом повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

На среднезасоренных посевах и посадках урожайность сельскохозяйственных культур снижается: пшеницы на 25, картофеля на 35, кукурузы на 45, риса на 75 % и более, а при сильном распространении сорняки приводят к полной гибели.

Установлено, что применять гербициды одной технологической операцией не рационально, предпочтительно совмещать их внесение с другими технологическими операциями обработки почвы. При этом достигается наибольший агротехнологический эффект и экономическая целесообразность, при этом снижается засоренность посевов сельскохозяйственных культур на 85-90 %, значительно повышается урожайность и затраты при этом вполне окупаются.

Способ внесения гербицидов, применяемый в хозяйствах Республики Дагестан, является экологически не безопасным и экономически не выгодным: при использовании гербицидов проводят поверхностное опрыскивание, а затем для их заделки в почву проводится боронование.

Недостатками данной технологии являются: многократные проходы машин по полю; неодинаковое распределение гербицидов по захвату машины; снос ветром и испарение препарата с поверхности почвы из-за некачественной их заделки в почву и ухудшение экологии.

В связи с этим, создание комбинированной машины для внесением гербицидов при предпосевной обработке почвы, при котором более рационально используются ядохимикаты, уменьшается вредное воздействие движителей тракторов и сельскохозяйственных машин на почву, обеспечивается более качественная заделка гербицидов в почву и снижается отрицательное влияние гербицидов на окружающую среду, является актуальной задачей.

Степень разработанности темы. Вопросам рационального применения ядохимикатов посвящено много научных работ Байбулатова Т.С., Вихрачева В.Н., Воеводина A.B., Данилова А.И., Ивженко С.А., Клименко В.И., Лысенко А.К., Макарова A.B., Молявко A.A., Папова Г.Ф., Ревякина Е.Л., Рудакова Г.М., Туделя Н.В., Кузнецова Ю.Н., Шмонина В.А., Юнаева A.A. и др.

Однако многие вопросы внесения гербицидов и их заделки в почву, а также используемые машины и агрегаты, ещё недостаточно научно и экспериментально обоснованы. Это приводит к значительным потерям легкоулетучи-вающихся гербицидов, нарушению агротехнических требований и окружающей среды и, в конечном итоге, к неэффективности используемых препаратов.

Целью исследования является повышение эффективности внесения и заделки гербицидов в почву при предпосевной обработке почвы путём усовершенствования конструкции комбинированной машины и оптимизации его основных параметров.

Для достижения поставленной цели были определены следующие основные задачи исследования:

- усовершенствовать конструктивно-технологическую схему комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

- выполнить теоретические исследования по определению оптимальных конструктивно-технологических параметров ножевого рабочего органа для заделки гербицидов в почву при её предпосевной обработке;

- провести лабораторно-полевые испытания опытного образца для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

- определить технико-экономическую эффективность применения комбинированной машины.

Научную новизну работы составляют:

- усовершенствованная конструктивно-технологическая схема комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы, предусматривающая использование ветрозащитного устройства, которое максимально исключает испарение гербицидов и обеспечивает качественную

их заделку в почву;

- аналитические зависимости, характеризирующие перемещение частицы почвы ножевым рабочим органом, позволяющие определить высоту полета, продольное и поперечное перемещение частицы почвы;

- оптимальные конструктивно-технологические параметры ножевого рабочего органа, обеспечивающего качественное крошение почвы и заделку гербицидов в нее.

Теоретическая и практическая значимость работы. Обоснованы параметры и режимы работы ножевого рабочего органа, характеризирующие ка-

чество распределения гербицидов в почве при предпосевной обработке почвы. Усовершенствованы технология и конструктивно-технологическая схема комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы, внедрение которых обеспечивают достаточное ресурсосбережение: снижаются потери гербицидов до 40 %, затраты труда сокращаются на 50-55%; уменьшается уплотнение почвы в предпосевной период; сохраняется экология и улучшаются условия работы трактористов-машинистов.

Методология н методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе общеизвестных законов и методов оптимизации, теории вероятностей, теории планирования эксперимента. Экспериментальные исследования были выполнены с использованием стандартных и частных методик с последующей обработкой на ЭВМ с соответствующим программным обеспечением.

Положения, выносимые на защиту:

• усовершенствованная конструктивно-технологическая схема комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

• оптимальные конструктивно-технологические параметры и режимы работы ножевого рабочего органа комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

• результаты лабораторно-полевых испытаний опытного образца, эффективность его использования.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждены результатами экспериментальных исследований в лабораторных и полевых условиях, программными вычислениями на компьютере, положительными результатами производственных испытаний разработанной и внедренной в сельскохозяйственное производство комбинированной машиной для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы.

Основные положения диссертационной работы доложены на научно-практических конференциях Дагестанской ГСХА (Махачкала, 2010...2012 гг.), Мичуринского ГАУ (Мичуринск, 2010 г.), на III туре Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых ВУЗов Министерства сельского хозяйства России (Саратов, 2011 г), а также на

теоретическом семинаре инженерных факультетов Волгоградского ГАУ (2013 г.) и опубликованы в 10 научных работах с общим объемом 4,6 пл. (1,8 п.л. приходится на долю автора), в том числе в 3-х работах - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Инновационные проекты по теме исследований были отмечены дипломами на региональной выставке-ярмарке «Дагпродэкспо» (Махачкала, 2009; 2010 гг.); дипломом и серебряной медалью на XIV Московском Международном салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед» (Москва, 2011г.); дипломом на конкурсе «У.М.Н.И.К» (участник молодежного научно-исследовательского конкурса) (Махачкала 2013г.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы, ее практическая значимость, определены цель и задачи исследований, представлены основные научные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследования», изучены вредоносность и вред сорных растений культурным растениям; изучены сроки применения гербицидов; проведен анализ применяемых технологий и машин для внесения гербицидов и для предпосевной обработки почвы.

Проведённые патентный поиск и литературный обзор выявили, что наиболее перспективными направлениями в разработке машин для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы является создание либо комбинированных машин, осуществляющих внесение гербицидов с другими технологическими операциями (предпосевная обработка, посев, культивация и т.д.) за один технологический проход при сравнительно небольшой ширине захвата, либо одно- или многооперационных широкозахватных машин. Для условий Республики Дагестан с небольшими размерами полей с неровным рельефом местности более перспективным является первое направление.

Таким образом, при применении комбинированных машин для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы, сокращается количество проходов агрегатов по полю, более рационально используются гербициды, снижается вредное воздействие тракторов и сельскохозяйственных машин на почву, улучшается качество внесения гербицидов и обработки почвы, сохраняется экология и улучшаются условия работы трактористов-машинистов.

Исходя из вышеизложенного, следует, что необходимо выполнять теоретические и экспериментальные исследования по усовершенствованию конструкции и оптимизации параметров рабочих органов комбинированной машины, обеспечивающей внесение гербицидов при предпосевной обработке почвы, в соответствии требованиями агротехнологни и экологии.

Во второй главе «Теоретическое обоснование основных параметров комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы», представлена конструктивно-технологическая схема комбинированной машины для внесення гербицидов при предпосевной обработке почвы, определены аналитические зависимости, описывающие перемещение частицы почвы ножевым рабочим органом, которые позволяют определить высоту полета, продольное и поперечное перемещение частицы почвы; проведено теоретическое обоснование и определены оптимальные конструктивно-технологические параметры ножевого рабочего органа.

Для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы был изготовлен опытный образец комбинированной машины — штанговый опрыскиватель (рис.1), который состоит из емкости для раствора гербицидов 1, распределительной штанги с распределителями 2, ветрозащитного устройства 3, ножевых рабочих органов 4, рамы 5, ножевых батарей 6, гибкого шланга 7. Ветрозащитное устройство имеет легкий каркас, изготовленный из полипропиленовых труб, с натянутым на него прозрачным влаговпитывающим материалом. При этом образуется передвижная камера, которая максимально снижает испаряемость гербицидов, обеспечивая сплошное и равномерное их распределение по площади внесения, максимально исключает потери, независимо от силы ветра, позволяет экономное их использование, создает более комфортные условия труда для трактористов машинистов и улучшается экологическая обстановка.

Ножевые рабочие органы, собранные в батареи, выполняют качественное рыхление почвы и заделку в неё гербицидов.

Данная конструкция комбинированной машины обеспечивает более рациональное и экономное применение гербицидов, которое отвечает требованиям агротехники при сплошном их внесении при предпосевной обработке почвы.

Нами теоретически обоснованно перемещение частицы почвы ножевым рабочим органом, которое позволило определить продольное и поперечное перемещение частицы почвы.

А

N 7 < у ' «Зч л

Г ] „ ф -Г *

-у I! | ...... ......ф- § 4

1 - емкость для раствора гербицидов, 2 - распределительная штанга с распределителями, 3 - ветрозащитное устройство, 4 - ножевые рабочие органы, 5 - рама,

6 - ножевые батареи, 7 - гибкий шланг Рисунок 1 - Схема комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы

Перемещение почвенных частиц ножевыми рабочими органами, в конечном счете, определяет качество обработки почвы. Ширина полосы рассеивания и дальность полета частиц определяют равномерность перемешивания слоев почвы, заделку растительных остатков и выравненность поверхности поля.

Дальность полета частиц почвы зависит от их начальной скорости, коэффициента парусности и глубины обработки почвы. Поперечное перемешивание почвенной массы, является одним из основных показате-

лей, определяющих качество обработки почвы. От того, на какое расстояние переместятся в поперечном направлении почвенные частицы, расположенные в разных точках, зависит конечное сложение слоев почвы.

Составим дифференциальное уравнение перемещение частицы почвы (точка А) под действием ножевого рабочего органа (рис. 2).

Представим проекции всех сил на оси координат * и у

А*

■I2

т-

V

(1)

Ърку=р<'„сова + О-^вша

где .Ргр - сила трения; Fu - центробежная сила;

Рнсунок 2 - Схема для вывода дифференциального уравнения перемещения частицы почвы

Fw=JN= JG cosa R

где / - коэффициент трения почвы по стали; N - нормальное давление конца ножа на почву; оА — скорость движения агрегата; R — радиус вращения ножа.

Подставим значения выражения (2) в формулу (1) и, сократив на массу, получим: dbc

dr ■ 2

~ = и 2/Г1 cosa + g - 0,5/gsin2p di~

Интегрируя выражение (3), и подставив значение скорости движения агрегата и А = ю R получим:

= co2i?sina - fgcos2 р

X (4)

—— = <o2/îcosa + g - 0,5_/gsin2p di

- = u\R 'sina-^/gcos^

(3)

При начальных условиях: = 0;.rn = О;^2- = 0;jo = 0, имеем:

После некоторых преобразований и дважды интегрировав выражение (4), имеем:

х = 0,5ю2 Д sin a i2 + 0,5./g(sin2 P -1)2 + C,i + C2 y = 0,5co2Rcosaí2 + 0,5g(l + 0,5/sin2p)2 +C3í + C4

di """u " di = a2R sin ai + fg(sin 2 p - l)

— = 0)2T?cos ai + g(l+0,5/sin 2p)i di

и перемещение частицы почвы по координатным осям имеет вид: х = 0,5co2^sin at2 + 0,5^(sin2 Р -1)2 у = 0,5cfl2i?cosai2 + 0,5g(l + 0,5/sin2p>2

(5)

(6)

Из уравнения (5) находим 12 =

{

У =

0,5(О2Л5та/2 + ОД/^т2 Р -1)' Подставляем значение времени /2 в выражение (6) получим:

_со2Дсоза__0,5^(1 + 0,5 / бш 2р)

О.бсй'ЛвтШ2 +0,5/я(зт2р-1) 0,5м2Л5тси2 + ОД/^т2 р -1)

Выражение (7) представляет собой уравнение (математическая модель) перемещения частицы почвы ножевым рабочим органом.

При определении конструктивно-технологических параметров предлагаемого ножевого рабочего органа были учтены рекомендации ученых Синео-кова Г.Н., Панова П.М., Докина Б.Д., Полтавцева И.С. и др.

Выбрав величину подачи (по таблице Далина А.Д.), находим число ножей на барабане по формуле:

2 = (8)

где: о„ - поступательная скорость комбинированной машины; и-частота вращения барабана; 5. - величина подачи на один нож.

Частота вращения барабана будет равна:

60»

п = -

(9)

«О.

где: о0 - окружная скорость; Оп - диаметр ножевого рабочего органа.

При поступательной скорости комбинированной машины о„ = 2,56 м/с и при диаметре барабана £>и =390 мм , и когда поступательная скорость и„ условно принята равной окружной скорости о 0 ^и = >. = ] частота вращения будет:

60и. 60-2,56 ,„г ,

п =-- =--— = 125,4мин .

яЦ, 3,14-0,39

Определяем подачу:

= 60и^= 60-2,56 = 3()0мм ' гЯ 125,4-4

Далее находим число ножей: 2 = = ^ = 4,003 шт. (11)

»5. 125,4-0,306

В третьей главе «Программа и методическое обеспечение экспериментальных исследований» при ведены программа и задачи экспериментальных исследований, дано описание объекта исследования и экспериментальной установки.

Программа экспериментальных исследований заключалась в выполнении лабораторно-полевых экспериментов с решением следующих вопросов:

- определение оптимальных параметров ножевого рабочего органа для заделки гербицидов в почву и её крошения;

- проведение полевых исследований по изучению влияния использования комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы на её физико-механический состав;

- определение влияния применения гербицидов на засоренность посевов и на урожайность.

а) б)

1 - рама; 2 - корыто; 3 - цепной транспортер; 4 - башмак корыта; 5 - резиновые ролики; 6 - электродвигатель; 7 - редуктор; 8 - ременная передача; 9 - натяжной шкив; 10-батареи; 11 - ножевой рабочий орган; 12 - почва; 13 - алебастровые кубики Рисунок 3 - Схема (а) и общий вид (б) экспериментальной установки

Выходными показателями при выполнении лабораторно-полевых исследований ножевых рабочих органов были приняты: изменение глубины заделки гербицидов Ah3 и глубины обработки Ah0 от АТТ, в процентном выражении Y

(%). С помощью многофакторного эксперимента, выполненного по плану Рехтшафнера, были получены значения факторов, соответствующие оптимальным: X) - радиус ножа, мм, х2 - угол отгиба ножа к оси град., х3 - длина полки ножа, мм.

Лабораторно-полевые исследования проводились с учетом следующих методик и ГОСТов: «Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований» Б.А. Доспехова, ГОСТ 20915-75 «Сельскохозяйственная техника, методика определения условий испытаний», ОСТ 106.1-2000. «Опрыскиватели и машины для приготовления рабочей жидкости, ОСТ 70.4.2-80 «Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Программа и методика испытаний» и др.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» представлены полученные данные по оптимизации параметров исследуемого ножевого рабочего органа, выполненной на основе лабораторных и полевых испытаний, и проведен их анализ.

Таблица 1 - Оптимальные значения факторов

Критерий оптимизации

Фактор неравномерность глубины неравномерность глубины

заделки гербицидов Д113 обработки Д110

-0.03 0

X! 194,7 195

-0.05 0

74,8 75

-0.05 0

Х3 84,8 85

-0.83 -0,91

х4 2,68 2,63

Примечание: в числителе - значение фактора в кодированном виде, в знаменателе - в раскодированном виде

В результате математической обработки реализации эксперимента были получены коэффициенты уравнений регрессии, рассчитаны значения факторов в оптимальных точках и уравнения в канонической форме:

Хд|13 = 2,02+4,09*? +73,36*2 +2,82х32 +2,23х42 (12)

Х№ = 2,3 + 3,3 9х? + 3,05x2 + 2,6х32 +1,91х42 . (13)

По расчетам получены сечения поверхностей отклика, представленные на рисунке 4.

-I -0,8 -0,6 -0,4 -ОД Он, 0.2 О.* 0.6 0.8 1

Рнсунок 4 - Двумерные сечения поверхностей отклика в зависимости от влиянн» факторов л:,; л:2; Хз и Х| на неравномерность глубины заделки гербицидов ЛЬ, и глубины

обработки почвы ДЬ„

а) Л') и х2 при хз = - 0,05 и д-4 = - 0,83; б) X] и хз при х2 = - 0,05 и х4 = - 0,83; в) X] и при х2 = - 0,05 и х3 = - 0,05; г) х2 и *з при х1 = - 0,03 и х4 = - 0,83; д) х2 и ха при х\=- 0,03 и = - 0,05; е) и Х| при Х\ = - 0,03 и х2 = - 0,05

Для обеспечения минимальной неравномерности глубины заделки гербицидов ЛЬ3 при заданном уровне неравномерности глубины обработки ЛИ0 (2,6%), необходимо выбрать следующие интервалы оптимальных значений факторов: х,= - 0,1...+ 0,1 (194... 196 мм), х2 = - 0,1...+ 0,1 (74,5...75,5 град.), х3= - 0,1...+ 0,1 (84,5...85,5 мм) и х4 = - 0,7...- 0,9 (2,78...2,63 м/с). В этом случае, неравномерность глубины заделки гербицидов ДЬ3 составит 2,3 %, а неравномерности глубины обработки ДЬ0 = 2,6 %.

С помощью двумерных сечений поверхностей отклика была решена компромиссная задача: определены интервалы оптимальных значений параметров

ножевого рабочего органа, обеспечивающие допустимое значение неравномерности их распределения (до 20%).

Для подтверждения теоретических выкладок нами были проведены лабораторные исследования по равномерности распределению гербицидов по поверхности внесения и по глубине заделки.

Результаты исследования показали, что при заделке гербицидов (кубиков) в почву ножевыми рабочими органами до 72,6 % препарата сосредотачивается на глубине залегания семян сорной растительности. Использование дисковых рабочих органов показывает, что около 61,8 % оказываются на поверхности почвы или на глубину более 80 мм, что является неэффективным использованием гербицидов (табл. 2).

Из полученных данных видно, что при использовании ножевых рабочих органов обеспечивается более качественная заделка гербицидов в почву по сравнению с дисковыми рабочими органами, т.е. распределение гербицидов в зону сосредоточения семян сорняков.

Таблица 2 - Количество капель гербицидов (кубиков) по глубине заделки различными рабочими органами

Угол Количество капель (кубиков) по глубине (мм)

атаки № 0-20 20-40 40-60 60-80 >80

а, град опыта шт. % шт. % шт. % шт. % шт. %

Ножевые рабочие органы

1 3 9 10 6 I

20 2 2 9,52 2 14,28 7 32,14 6 26,19 9 17,85

3 3 1 10 8 5

Дисковые рабочие органы

1 6 8 3 2 11

12 2 7 22,61 6 21,42 2 10,07 2 5,95 10 39,28

3 6 4 4 1 12

Результаты исследований, влияния различных значений угла отгиба ножа к оси и длины полки ножа рабочих органов на глубину обработки почвы и на глубину заделки гербицидов в почву, представлены на рисунке 5.

а) б)

Рисунок 5 - Влияние угла отгиба ножа к оси и длины полки ножа на глубину обработки почвы (а) и глубину заделки гербицидов в почву (б)

Проведенный анализ данных, полученных в результате лабораторных экспериментов показал, что при увеличении угла отгиба ножа к оси и длины полки ножа происходит увеличение исследуемых параметров. При длине полки ножа £ =85 мм, увеличение угла отгиба ножа к оси от р = 65° до р = 85° привело к увеличению глубины обработки почвы на 47 мм., а глубины заделки гербицидов на 50 мм и необходимые значения обеспечивались при угле отгиба полки ножа к оси р = 75°.

При постоянном значении угла отгиба полки ножа к оси р = 75°, требуемые по агротехнологии, значения глубины обработки и глубины заделки гербицидов в почву обеспечивались при длине полки ножа Ь =85 мм.

Проведенная агротехпологическая оценка работы ножевых и дисковых рабочих органов показала, что разделка почвы по фракциям у ножевых рабочих органов значительно лучше, т.к. ножевые рабочие органы работают подобно фрезерному, и крошение ¡почвы улучшается.

По полученным данным построены зависимости изменения процентного содержания фракций почвы к (0...10, 10...25, 25...100 мм) от скорости движения комбинированной машины V (км/ч) для различных рабочих органов предпосевной обработки почвы (рис. 6).

Фрак-ипоняый состав почвы, А=О,Л0 мм

—Дгскоеблратсч* супхи -•«—1{вмеие срггж

—Лих-Ььй :Н<маэце ра5оои оу/ааы) — — Лиийтй (Ддоадцс >с1ыи;|

Фракпнонньш состав почвы, £=!0...25 мм

у - 0,9х * N.56?

Я- - 0.2366

1,6 2,5

—¿Ькклкыг ерг»и —Я—Но»ио«й1*1<5<ЖЕеории(ы —ДижЛйй ¡.Ножгвы* (а5очк< ортляы)---(Ддоомк райла» оагюм)

а)

б)

Фракционный состав почвы, А"=10...25 мм

г-0.9Х + Ш6? я

я3

» ______ у''

1.« 2,5 3,3 "

-аягковмерабсчяесргыш -в—Нсиввкг ¡*«>чие органы •ЛтЬтй (№гжемм ¡«йотттл суг.чхк)---ЛямНный (Дисков» рабочие сргяж)

В) Г)

Рисунок 6 - Процентное содержание к (%) фракций почвы в зависимости от скорости движения у (км/ч) при обработке различными рабочими органами

а) /с=0...)0 мм; б) ¿=10...25 мм; в) к =25...50 мм; г) к =50... 100 мм;

Как видно из рисунка 6, содержание фракции с размерами частиц 1...10 мм при обработке почвы ножевыми рабочими органами в диапазоне оптимальных скоростей (6... 12 км/ч) составляет 56,8...62,2%, что на 8,2... 9,8% превышает содержание данной фракции после обработки почвы дисковыми рабочими органами (рис. 6, а). Содержание фракций почвы 10...25 и 25...50 мм свидетельствует о том, что при обработке почвы ножевыми рабочими органами преобладают более мелкие частицы почвы (фракция 10...25 мм), в то время как обработка почвы дисковыми рабочими органами приводит к увеличению содержания фракции 25...50 мм (рис. 6, б, в).

Полевые исследования показали, что использование предлагаемой комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы (рис. 7) способствовало: уменьшению гребнистости поверхности почвы, после ножевых рабочих органов составила 8,7%; снижению плотность почвы в горизонте 0...200 мм на 8-14 %, а твердости в среднем на 9,8 %; улучшению

структурного состава почвы, количество комков размерами 1...25 мм увеличилось на 28,8 %, а фракций до 1мм снизилось на 16,4 %, что является снижением пылеватости почвы.

Рисунок7-Комбинированная машина дли внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы

(а - транспортное положение; б - рабочее положение)

Использование предлагаемой комбинированной машины способствовало улучшение физико-механического состава почвы, а также снижение засоренности посевов, способствовало повышению урожайности озимой пшеницы в среднем на 16,4 %.

В пятой главе «Технико-экономическая оценка эффективности использования комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы» отмечается, что при использовании предлагаемой комбинированной машины затраты труда уменьшаются на 52 % (с 177,1 до 88,9 чел.-ч. на 100 га), себестоимость внесения гербицидов снижается на 652,31 тыс. руб.; урожайность зерна повышается на 16,4 %; чистый дисконтированный доход за 3 года эксплуатации составляет 30292,13 тыс. руб. на площади 100 га; срок окупаемости 0,5 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ литературных источников и патентный поиск показал, что экономически целесообразным и экологически безопасным способом борьбы с сорной растительностью является внесение гербицидов при предпосевной обработке почвы с использованием усовершенствованной технологий и комбинированной машины.

2. Теоретические обосновано и получено уравнение траектории перемещения частицы почвы ножевым рабочим органом, позволяющее определить высоту полета, продольное и поперечное перемещение почвы. Эти величины являются функциями угла наклона полки ножа к оси р, угла атаки батарей а, длины полки ножа I, поступательной скорости ип, глубины обработки ha.

Определены конструктивно-технологические параметры ножевого рабочего органа, при поступательной скорости комбинированной машины о„ = 2,56м/с : частота вращения и= 125,4 мин"1, подача Sz = 30 см., диаметр ножа D=390 мм, число ножей Z=4 шт.

3. В результате оптимизации параметров ножевого рабочего органа получено: для того, чтобы обеспечить минимальную неравномерность глубины заделки гербицидов Ah, при заданном уровне неравномерности глубины обработки ДЬ0 (2,6 %) необходимо выбрать следующие интервалы оптимальных значений факторов: радиус ножа R= 195 мм, угол отгиба ножа к оси р = 75°, длина полки ножа L= 85 мм и скорость движения и = 2,63 м/с. В этом случае, неравномерность глубины заделки гербицидов Ah, составит 2,3 %, а неравномерности глубины обработки Ah0 = 2,6 %.

4. В результате лабораторных экспериментов ножевого рабочего органа установлено, что с увеличением угла отгиба ножа к оси р = 70...80°глубина обработки и глубина заделки гербицидов увеличиваются, соответственно, на 27 и 16 мм, и находится в пределах 60-80 мм, что соответствует агротехническим требованиям, предъявляемым к заделке гербицидов. При угле отгиба ножа к оси р = 75° препарат распределяется в почве плотнее и равномернее.

Исследования показали, что с увеличением длины полки ножа происходит увеличение, как глубины обработки, так и глубины заделки гербицидов и оптимальным значением длины полки ножа является L =85 мм.

Полевые исследования показали, что использование предлагаемой комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы способствовало: уменьшению гребнистости поверхности почвы, на 8,7%; снижению плотность почвы в горизонте 0...200 мм на 8-14 %, а твердости в среднем на 9,8 %; улучшению структурного состава почвы, количество комков размерами 1...25 мм увеличилось на 28,8 %, а фракций до 1мм снизилось на 16,4 %, что является снижением пылеватости почвы.

5. При использование комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы, с ножевыми рабочими органами, затраты труда снижаются на 50,2 % (с 151,9 до 76,3 чел.-ч.), себестоимость выполненных технологических операций сокращается на 14,95 тыс. руб.; урожайность зерна повышается на 16,4 %; чистый дисконтированный доход за три года эксплуатации и на площади 100 га составляет 1540 тыс. руб.; срок окупаемости 0,7 лет.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При предпосевном внесении гербицидов совмещать технологические операции внесения и заделки гербицидов с предпосевной обработкой почвы.

2. Для внесения почвенных гербицидов при предпосевной обработке почвы использовать комбинированную машину с ветрозащитным устройством, которое максимально снижает испаряемость гербицидов, обеспечивая сплошное и равномерное их распределение по площади внесения, исключает потери, независимо от силы ветра, позволяет экономное их использование, создает более комфортные условия труда для трактористов-машинистов и улучшается экологическая обстановка.

3. Для заделки гербицидов при предпосевном их применении использовать ножевые рабочие органы, собранные в батареи, которые выполняют качественное рыхление почвы и заделку в неё гербицидов.

4. Предлагается комбинированная машина для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы со следующими параметрами и режимами работы: средняя скорость движения о„ = 2,56 м/с; угол атаки батарей а = 20°; диаметр ножа Г>=390 мм, число ножей 2=4 шт; угол отгиба ножа к оси р=75°; длина полки ножа Ь =85 мм.

Перспективы дальнейшей разработки темы

- усовершенствовать технологии применения почвенных гербицидов в комбинации с технологическими операциями, как посев зерновых культур, посадка картофеля и т.д.;

- обосновать зависимости количества распылителей и расстояния между ними на равномерность распределения гербицидов по поверхности поля, при использовании ветрозащитного устройства;

- провести исследования влияния различных типов ножевых рабочих органов или их комбинации, на равномерность заделки гербицидов и качество предпосевной обработки почвы, в зависимости от физико-механических свойств.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

а) в гаданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Ивженко, С.А. Теоретические основы исследования качества и равномерности распределения гербицидов в почве / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов//Вестник Мичуринского ГАУ. -2010. -№1. -С. 52-55.

2. Байбулатов, Т.С. Результаты исследований комбинированного агрегата / Т.С. Байбулатов, С. А. Сулейманов, М.Г. Абдулнатипов // Проблемы развития АПК региона. - Махачкала, 2011. - № 2(6). - С. 51-53.

3. Ивженко, С.А. Распределение гербицидов по площади и глубине внесения / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов // Проблемы развития АПК региона. - Махачкала, 2011. - № 3(11). - С. 78-83.

б) в других гаданиях:

4. Байбулатов, Т.С. Вредоносность сорных растений на посевах сельскохозяйственных культур / Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов И Современные проблемы и перспективы развития аграрной науки, посвященной 65-летию Победы в ВОВ: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2010. - С. 195197.

5. Абдулнатипов, М.Г. Анализ способов борьбы с сорными растениями / М.Г. Абдулнатипов, Т.С. Байбулатов // «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки», посвященной 85-летию со дня рождения члена-корреспондента РАСХН, д.в.н., профессора Джамбула-това М.М.: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2010. - С. 432-434.

6. Абдулнатипов, М.Г. Анализ рабочих органов для заделки ядохимикатов в почву с ее предпосевной обработкой / М.Г. Абдулнатипов, Т.С. Байбула-тов // «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки», посвященной 85-летию со дня рождения члена-корреспондента РАСХН, д.в.н., профессора Джамбулатова М.М.: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2010. - С. 435-437.

7. Ивженко, С.А.Обоснование траектории движения частицы почвы ножевым рабочим органом / С,А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов // Научное обозрение. - М., 2011. - № 1. - С. 20-23.

8. Байбулатов, Т.С. Комбинированный агрегат / Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов // Сб. науч. трудов по мат. III тура Всеросс. конкурса на лучшую науч. работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых ВУЗов Министерства сельского хозяйства России. - Саратов, 2011. — С. 3-6.

9. Байбулатов, Т.С. Анализ технических средств для предпосевной обработки почвы и заделки гербицидов в почву / Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов // «Современные проблемы инновационного развития АПК», посвященной 80-летию Дагестанского ГАУ имени М.М. Джамбулатова и 35-летию инженерного факультета.: сб. науч. трудов Всеросс. науч.-практ. конф. - Махачкала. 2012.-С. 6-7.

10. Ивженко, С.А. К вопросу эффективного использования гербицидов / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов //«Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития», посвященная 80-летию со дня образования Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова.: Сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала 2012. -С. 2015-2018.

Абдулнатипов Муслим Гайнрбегович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

В авторской редакции

Подписано в печать 10.10.13г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная Усл.п.л.1,0 Тираж 100 экз. Зак. №57 Размножено в типографии ИП «Магомедалиева С.А.» 367032, г. Махачкала, ул.М.Гаджиева,176

ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный аграрный университет

имени М.М. Джамбулатова»

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства

04201364772

На правах рукописи

АБДУЛНАТИПОВ МУСЛИМ ГАЙИРБЕГОВИЧ

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, доцент Байбулатов Т.С.

Махачкала -2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9

1.1 Распространение сорной растительности на посевах сельскохозяй-

9

ственных культур

1.2 Вредоносность сорных растений и потери урожайности культурных

10

растений

1.3 Гербициды, краткая характеристика и сроки применения 12

1.4 Анализ существующих технологий и машин, используемых для

14

внесения гербицидов

1.4.1 Технологии внесения гербицидов 14

1.4.2 Обзор машин для внесения и заделки гербицидов в почву 14

1.5 Анализ машин и орудий для предпосевной обработки почвы 22

1.5.1 Общая характеристика технологии предпосевной обработки почвы 22

1.5.2 Орудия и комбинированные агрегаты с пассивными рабочими ор-

25

ганами

1.6 Агротехнические требования к внесению гербицидов и к предпо-

38

севной обработке почвы

1.6.1 Агротехнические требования к поверхностному внесению герби-

38

цидов

1.6.2 Агротехнические требования к предпосевной обработке почвы 40

1.7 Цель и задачи исследований 41 ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ГЕР- 43 БИЦИДОВ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ

2.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке 43 почвы

2.2 Обоснование предлагаемой технологии и комбинированной маши- 44

48

55

63

ны для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы 2.2.1 Технологический процесс и комбинированная машина для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы

2.3 Обоснование и определение траектории перемещения частицы почвы ножевым рабочим органом

2.4 Определение основных конструктивных параметров и режимов работы ножевого рабочего органа Выводы по второй главе 62 ГЛАВА 3 ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований 63

3.2 Лабораторное оборудование и методика выполнения лабораторных исследований

3.2.1 Устройство и принцип работы почвенного канала. Лабораторное оборудование, используемое при проведении экспериментов

3.2.2 Методика проведения лабораторно-полевых опытов по исследованию глубины обработки и заделки гербицидов ножевыми рабочими ор- 67 ганами

3.3 Методика проведения полевых исследований 70

3.3.1 Место и условия проведения сравнительных полевых исследований дисковых и ножевых рабочих органов

3.3.2 Методика определения значимых физико-механических свойств почвы

64

64

71

74

3.3.3 Методика определения остаточного количества гербицидов в поч- 73 ве

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

80

4.1 Оптимизация параметров ножевого рабочего органа 80

4.2 Результаты лабораторных исследований 90 4.2.1 Результаты исследований глубины обработки и заделки гербици- 90

г

дов в почву ножевым рабочим органом

4.2.2 Результаты распределения гербицидов по глубине 97

4.3 Результат полевых исследований 99

4.4 Экологическое состояние полей после использования гербицидов 110 Выводы по четвертой главе 111

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ

113

ВНЕСЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ

ПОЧВЫ

Вывод по пятой главе 126

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 130

ПРИЛОЖЕНИЯ 142

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. Борьба сорной растительностью является важным резервом повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

На среднезасоренных посевах и посадках урожайность возделываемых культур снижаются: пшеницы на 25, картофеля на 35, кукурузы на 45, риса на 75 %, и более, а при сильном распространении сорняки приводят к полной гибели.

Установлено, что применять гербициды одной технологической операцией не рационально, предпочтительно совмещать их внесение со вспашкой, с предпосевной обработкой почвы, посевом, междурядной обработкой и т. д. При этом достигается наибольший агротехнологический эффект и экономическая целесообразность. При внесении гербицидов, в комбинации с другими технологическими операциями, снижается засоренность посевов сельскохозяйственных культур на 85-90 %, значительно повышается урожайность и затраты при этом вполне окупаются.

Способ внесения гербицидов, применяемый в хозяйствах Республики Дагестан, является экологически не безопасным и экономически не выгодным: при использовании гербицидов проводят поверхностное опрыскивание, а затем для их заделки в почву проводится боронование [16, 117].

Недостатками данной технологии являются: многократные проходы сельскохозяйственных машин по полю; неодинаковое распределение гербицидов по захвату машины; снос ветром и испарение препарата с поверхности почвы из-за некачественной их заделки в почву и ухудшение экологии [16, 117].

В связи с этим разработка комбинированной машины для внесением гербицидов при предпосевной обработке почвы, при котором более рационально используются ядохимикаты, уменьшается вредное воздействие движителей сельскохозяйственной техники на почву, обеспечивается более ка-

чественная заделка гербицидов в почву и снижается отрицательное влияние гербицидов на окружающую среду является актуальной задачей.

Степень разработанности темы. Исследования И.И. Либерштейна, A.M. Гулидова, С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатова и др. показали, что самым распространенным способом применения гербицидов является предпосевное почвенное внесение. При этом способе быстро улетучивающиеся гербициды действуют, в основном, на семена сорных растений и требуют обязательной заделки их в почву [4, 6, 10, 11, 16,30,31,32, 33,34,35,36, 75,80].

Однако многие вопросы внесения гербицидов и их заделки в почву, а также используемые машины и агрегаты, ещё недостаточно научно и экспериментально не обоснованы. Это приводит к значительным потерям легко-улетучивающихся гербицидов, нарушению агротехнических требований и окружающей среды и, в конечном итоге, к неэффективности используемых препаратов.

Целью исследования является повышение эффективности внесения и заделки гербицидов в почву при предпосевной обработке почвы путём усовершенствования конструкции комбинированной машины и оптимизации его основных параметров.

Для достижения поставленной цели были определены следующие основные задачи исследования:

- усовершенствовать конструктивно-технологическую схему комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

- выполнить теоретические исследования по определению оптимальных конструктивно-технологических параметров ножевого рабочего органа для заделки гербицидов в почву при её предпосевной обработке;

- провести лабораторно-полевые испытания опытного образца для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

- определить технико-экономическую эффективность применения комбинированной машины.

Научная новизна работы:

- усовершенствованная конструктивно-технологическая схема комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы, предусматривающая использование ветрозащитного устройства, которое максимально исключает испарение гербицидов и обеспечивает качественную их заделку в почву;

- аналитические зависимости, характеризирующие перемещение частицы почвы ножевым рабочим органом, позволяющие определить высоту полета, продольное и поперечное перемещение частицы почвы;

- оптимальные конструктивно-технологические параметры ножевого рабочего органа, обеспечивающего качественное крошение почвы и заделку гербицидов в нее.

Теоретическая и практическая значимость работы. Обоснованы параметры и режимы работы ножевого рабочего органа, характеризирующие качество распределения гербицидов в почве и предпосевной обработки почвы. Усовершенствованы технология и конструктивно-технологическая схема комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы, внедрение которых обеспечивают достаточное ресурсосбережение: снижаются потери гербицидов до 40 %, затраты труда сокращаются на 50-55 %; уменьшается уплотнение почвы в предпосевной период; сохраняется экология и улучшаются условия работы трактористов-машинистов.

Методология и методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе общеизвестных законов и методов оптимизации, теории вероятностей, теории планирования эксперимента. Экспериментальные исследования были выполнены с использованием стандартных и частных методик с последующей обработкой программным обеспечением.

Положения, выносимые на защиту:

• усовершенствованная конструктивно-технологическая схема комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

• оптимальные конструктивно-технологические параметры и режимы работы ножевого рабочего органа комбинированной машины для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы;

• результаты лабораторно-полевых испытаний опытного образца, эффективность его использования.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждены результатами экспериментальных исследований в лабораторных и полевых условиях, программными вычислениями на компьютере, положительными результатами производственных испытаний разработанной и внедренной в сельскохозяйственное производство комбинированной машиной для внесения гербицидов при предпосевной обработке почвы.

Основные положения диссертационной работы доложены на научно-практических конференциях в Дагестанской ГСХА (Махачкала, 2010...2012 гг.), в Вестнике Мичуринского ГАУ (Мичуринск, 2010 г.), в сборнике научных трудов по материалам III тура Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых ВУЗов Министерства сельского хозяйства России (Саратов, 2011 г.), в журналах «Научное обозрение» (Саратов, 2011), «Проблемы развития АПК региона» (Махачкала, 2011,2012).

Инновационные проекты по теме исследований были отмечены дипломами на региональной выставке-ярмарке «Дагпродэкспо» (Махачкала, 2009;

2010); дипломом и серебряной медалью на XIV Московском Международном салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед» (Москва,

2011).

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Распространение сорной растительности на посевах сельскохозяйственных культур

Климатические условия республики Дагестан характеризируются большим количеством тепла и влаги, и поэтому, на полях сельскохозяйственных культур растет большое количество сорняков. Наличие последних на полях причиняет большие убытки хозяйствам. Затраты ручного труда на уничтожение сорняков достигаются от 30 до 50% всех затрат на производство культуры растений. Кроме того, ни в одном хозяйстве не хватает достаточного количества рабочей силы, для того чтобы в короткий срок уничтожить сорную растительность, и поэтому они растут беспрепятственно.

Как отмечает В.А. Захаренко, в современной мировой науке и практике, известно около 30 тыс. видов сорняков, однако к числу самых опасных относится только 209 видов, представителей 59 семейств [53, 54, 55].

Степень засоренности и видовой состав посевов связаны значительными колебаниями, в зависимости от географических, почвенных, климатических и некоторых других условий произрастания культуры.

На территории РФ получили распространение около 250 видов сорняков. Самыми вредными из этих видов в нашей зоне являются: бодяк полевой, марь белая, щирица обыкновенная запрокинутая, просо куриное, щетинник сизый и зеленый, и другие.

Итак, по данным многих авторов при отказе применения ядохимикатов на посевах сельскохозяйственных культур может произрастать следующее количество сорных растений: в Краснодарском крае - 85-90; в Центральном Предкавказье - 60-65; в Дальнем Востоке - 65-75; в Центральной черноземной зоне - 140-150, в Республике Дагестан - 25-65 шт/м2.

1.2 Вредоносность сорных растений и потери урожайности

культурных растений

Мудрая крестьянская пословица говорит, что земледелец убирает с полей то, что ему остается после воздействия многих болезней, вредителей выращиваемых культур и сорных растений. Вредоносность сорняков определяется отрицательным воздействием сорнякового фитоценоза на рост и развитие растений. Это воздействие приводит к снижению урожайности и качества получаемой продукции выращенной культур.

По расчетным данным академика РАСХН В.А. Захаренко, последние годы в России, потери в растениеводстве от болезней, вредных насекомых и сорных растений в составили около 100 млн. тонн в год в пересчете на зерно. Потери от сорных растений доходят до 40 млн. тонн. Представленные данные говорят о том, что потеря от сорных растений высокая, чем от болезней и вредителей. Поэтому одной из важных и приоритетных проблем в защите посевов культурных растений является предотвращение распространения сорной растительности и упорная борьба с ними. Как известно, легко запустить сорную растительность на поля, а вывести ее намного труднее и на это потребуется значительно больших затрат сил, средств а также времени [56].

Потери урожая сорняками, различными болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур в мире очень велики и составляют: картофеля 125-135,зерновых 500-510 млн. т, овощей 78-79, сахарной свеклы 65-75 млн. тонн, что составляет 30-40 % валового сбора продукции и оценивается огромной цифрой -75 млрд. долларов. Потери от сорных растений в Соединенных Штатах Америки составляли 6,19 млрд. долларов ежегодно [114].

Затраты против сорной растительности в СССР доходили 3,6 млрд. рублей [ИЗ].

Сорняки потребляют больше элементов питания почвы, при этом приводят к угнетению культурных растений, понижают урожайность из-за нехватки питательных веществ [3].

Данные ЦИНАО показали, что с 1 гектара слабо засоренного сорными растениями посева выносится 12,8, с средне засоренного - 41,3, а с сильно засоренного - 186,7 кгИРК [45, 65]. По подсчетам ВНИИ экономики сельского хозяйства, мы ежегодно теряем в среднем 10% урожая зерна. Эта потеря вызвана прорастанием на 1 м2 от 15 до 50 шт. сорняков (марь, просо куриное, щирица и другие.) с 1 га почвы выносится 60-140 килограмм азота, 20-30 килограмм фосфора, 100-140 килограмм калия, в то время как при урожае картофеля 250-300 ц/га, 200-220 фосфора выносится 85-100 кг/га азота кг/га и 20-25 кг/га калия [45].

Анализ различных мировых источников показывает, что в среднем на посевах с сорняками урожаи пшеницы снижаются на 25 %, гороха - 30 %, картофеля - 35 %, капусты - на 40%, кукурузы - на 45 %, риса и сахарной свеклы - на 75 % и более [45].

Главными причинами прорастания сорной растительности на полях сельскохозяйственных культур является, прежде всего, большие запасы жизнеспособных семян и органов вегетативного размножения сорных растений в почве. Результаты многих исследований показали, что запасы семян сорных растений в пахотном слое почвы измеряются от 50 млн. до 3-4 млрд. на 1 гектар. Поэтому для борьбы с сорной растительностью не хватает применения каких-либо отдельных мероприятий. Эффективность борьбы с сорняками достигается при применение широкого комплекса мероприятий, которые включают в себя организационно-хозяйственные, истребительные мероприятия, а также карантинные предупредительные, промежуточные посевы, биологический, физический методы и химические средства.

Таким образом, самым эффективным на сегодняшний день методом борьбы с сорными растениями остается химический способ [4, 16].

1.3 Гербициды, краткая характеристика и сроки применения

Гербициды (ГОСТ 21507-81) - это пестициды, эффективные в борьбе с сорной растительностью в агроценозах. Существующий ассортимент гербицидов уничтожает практически все виды сорных растений, наиболее распространенных на посевах и посадках. Но при этом необходимо учитывать, чтобы препараты не оказывали негативное воздействие на защищаемые растения и чтобы обеспечивали получение значительных прибавок урожая. Для чего необходимо учитывать степень устойчивости культуры, сроки использования гербицидов, их биологическую активность, а также соблюдать требования агротехнологии.

Гербициды группы трифлуралин (нитран, трефлан, экстра, анонс, трифлюрекс и другие.) требуются вносить в почву с обязательной заделкой их в почву до начала посева, при посеве или до появления всходов посеян