автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров орудия для основной обработки склоновых земель

осибирскии государственный аграрный университет

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОРУДИЯ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ

Специальность 05.20.01 — механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ЗАРИПОВА

Наталья Андреевна

новосибирск 1991

Работа выполнена в отделе механизации Сибирского научно- ' исследовательского института сельского хозяйзтва НПО "Колоо"^

Научный руководитель - кандидат технических наук, старший;

научный сотрудник Ковтунов В.Е.

л I

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, ;

професаор Огрызков E.H.,

кандвдат технических наук, ведущий' научный сотрудник Пыльник П.А. j

Ведущее предцриятие - Алтайский научно-исследовательский икзтитуг земледелия и селекции

I

Защита состоится "_"_199 г. в_часов i

на заседании специализированного совета К 120.32.01 Новоой- ! бярского государственного аграрного университета по адреоу: 1 630039, ^.Новосибирок-ЗЭ, Добролюбова, 160. НГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке универси- ] тета.

Автореферат разослан "_"__ 1991 г.

Ученый секретарь с педиализироханного совета кандидат технических наук,

доцент Р.И.Хуоаинов

V

5; -

I ■ -

1 ОБЩАЯ ХАР-ШЕРИОТЖА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В комплексе мероприятий, направленных на повышение урожайности оельокохозяйотвзниа культур, в частности зерновых, особоо значение уделяется борьба о водной эрозией почв, которая является одной из важнейших государственных задач в оис:тема мер, направленных на развитие сельскохозяйственного производства. ;

Предотвращение проявления водной эрозш в засушливом земледелии овязано з внедрением новых почвозащитных влагообере-гающих технологий и орудий для их осуществления.

Важное ыеото в борьбе о водной эрозией принадлежит проти-воэрозионнш а гро т е хяи чей к ж приёмам обработки почвы, в частности формированию на поверхности поля временного водоудержи-вающего макрорельефа в виде лунок, расположенных ниже дневной поверхности поля. Поделка лунок осуществляется методом штампования за оч8т дифференцированного уплотнения стенок лунки рабочими органами орудия,

Цель работы - предотвращение водной эрозии на паровых полях а уклонам до 3° путём обоснования конструкции противоэро-зионного орудия.

Объект исследования - технологический процесс орудия на паровых долях с уклоном до 3°.

Предмет исследования - выяаненяе закономерностей взаимодействуя рабочих органов и орудия о указанной почвой.

Научяая новизна. Обобщена и проанализирована литературная и патентная информация, выявлены возможности совершенствования технических средств по обработке склоновых земель. Предложены новая технология а орудие для сановной обработки почвы на склонах. Разработаны теоретические и маяодические подходы к обоснованию технологического процесса, выполняемого орудием, основным элементом конструкции которого является рабочий орган (вистуя), фиксирующийся свободно в двух положениях: первое положение для формирования лунок, второе - для выравнивания поверхности поля. Установлены зашюакости для описания и расчета процесса таяния снега и шитывания о исшу снеговой воды, а также возможность проявления водной эрозии. На их основе созданы рабочий орган и орудие, изучиаа его ра~

бота и эффективность использования в производственных условиях.

На эадиту вккооятсщ: технологические оообеннооти снеготаяния и впитывания в почву влаги о предотвращением стока за о чёт формирования микрорельефа почвы; зависимости определяющие параметры выступов, их количес тво в расположение на поч-вообрабатывазыеы катке; методики и результаты инженерных исследований основных технологичеоках и конструктивных паралет-ров орудия; сановные результаты работы и эффективность использования нового орудия.

Практическая данность. Создана йатематичеокая модель процесса тепловлагопереноса в период весеннего снеготаяния. На основании установленных зависимостей обоснованы параметры рабочего органа и нового орудия. Разработаны программы для од-тшзации технологических к конструктивных параметров для 3Ei PC/AT "VlCfeotOn «. Выполнено технико-экономическое обоснование применения нового орудия в агрегата о орудием Щ-5 и трактором класса 50 кН типа "Кировец".

Евемщасия результатов работц. Результаты изсладовааий и выполнение на иг. основе методики исследований основных параметров рабочего органа и орудия внедрены в аеоти хозяйствах Бововар^авокого района Омской облаоти л СВД НПО "Колос". Орудие прошло предварительные испытания на Сибирской МИС, получило положительную оценку и рекомендовано на приёмочные испытания.

Апробация работы. Основные соложения в результаты работы докладывались а получили одобрение на еаегодаых конференциях молодых учёных и НТО СибйЖСХоза в 1983-1990 гг., на научной конференции профессорско-преподавательского соотава и аспирантов Сшкого СХИ (I98S г.), на объединённом заоедании секций "Контурко-иелкоративноа земледелие" Всесоюзного координационного совета по задании 051.02.03Т (Юняцй Урал, Сибирь) и "Защита почв сг эрозии" координационного совета по научным проблемам земледелия СО ВАСЖЙД (АлтаШШЗиО, г.Барнаул, 1988 г.), на совместном заседании Технического совета ГСКБ [1ЭТ и координационного совета по заданию 051.01.05 (г,Целиноград, 1968 г.).

Цублпддппа. По теме диссертации опубликовано 9 работ. Ое-

новные её положения печатались в яурнала "Земледелие", в научных трудах СиОНИИСХ, получено два авторских свидетельства на изобретения.

Объём работы. Диссертация включает введение, пять глав, основные вывода, список литературы и приложения. Она содержит 129 страниц сановного текста, 38 рисунков, 14 таблиц, 120 наименований литературных источников, в том числе 3 на икос г- ¡ ранных языках, приложений. К диссертации пршшекн оправки о внедрении орудия в производство и копии авторских овиде-тельотв, -

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ i

I. Состояние вопроса и задача исследований j

В комплекса противоорозиошшх мероприятий, проводимых в ' нашей стране, особое место занимают агротехначеокиа приёмы, ' направленные на задержание и поглощение талых и дождевых вод. Исследования, проведённые и изложенные в работах, в различных зонах страны, показали, что на сложных склонах наиболее эффективно формирование на поверхности поля временного водо-удерживавдего микрорельефа в виде замкнутых ёмкостей, например лунок, образование которых может осуществляться переме- ' щением или вдавливанием почвы. Для механизации технологии основной обработки почвы о элементами образования лунок в , почве разработаны как отдельные орудия, так и приспособления! к серийным свльскохозяйотаенным машинам, изучению ях работы : посвящены труды Н.М.Бакаева, Р.И.Меметова, И.И.Белоэёрова, В.И.Сиволапенко, Е.П.Огрнзкова и др.

В условиях степной зоны Западной Сибири, где земледелие ; ведётся на пашне, предрасположенной к эрозионным процессам, вызываемым стоком талых вод в период весеннего снеготаяния} ветровой,дефляции почв и недостаточного увлажнения наиболее целесообразна поделка лунок малой ёмкооти ниже дневной поверхности шля методом штампования. Это позволит создать устойчивую к размыву поверхность поля за ачёч уплотнения стенок лунки и равномерного распределения ка единице площади аккуму лиру смой в лунках вода, йзучекиа научной литератур i показато, что подобных работ, целью которых являлось теоретическое п окопорименталькоо обоснование рабочего органа и

орудия для поделки лунок методом штампования при противозро-зионной обработки почвы нами не выявлено.

В связи с тем, что лунковаяие методом штампования позволяет улучшить качество пратавоэрозианной обработки на.склонах крутизной яр 3°, представлялось целесообразным провести исследования о целью определения параметров микрорельефа с лунками и на её основе дать рекомендации по выбору конструктивных характеристик рабочего органа и орудия для поделки лунок методом штампования. Поставленные при. этом задачи исследования включали:

X. Разработать теоретические и методичеокиа подхода определения рациональных параметров рабочего органа и орудия для противоэрозионн й обработки стерновых фонов и паров о элементами формирования лунок ниже дневной поверхности шля.

2. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработать новое орудие, изучить его работу в лабораторных и производственных условиях:.

3. Дать агротвхнико-экономическую в эксплуатационную оценг иу орудия для основной обработай почвы на землях с уклоном

до 3°.

2. Теоретические исследования

Математическая модель тешговлагоиеранооа в почве весной. При весеннем теплоЕлатопереноое почва находится в отрицательном температурном интервале. Следовательно, наряду о процессом увлажнения при фильтрации воды в ючве протекают процессы теплообмена, результатом которых является переход почвенной влаги из жидкого состояния в твёрдое и обратно.

'Приведенная ниже математическая модель представляет ооко-ву между полнотой описания процессов тепловлагопереноса в почвэ. Эта модель не учитывает влияние теплового штока и влагопереноса из глубины почвогрунта и его неоднородности. Также необходимо отметить что данная модель ориентирована на описание относительно быотропротекашшх процессов тепловлагопереноса с поверхности почвы, происходящих в период веоен-него снеготаяния и не учитывает более медогенные процессы. В соответствии с вышеизложенным, математическая модель процессов фильтрации вода и теплообмена в весенний период должна строитюя с учётом следующих соотношений: . "

при

J

J S»K(o)V(o,u)du=J Sa)äx ■ (I)

Ых,Ь)$нк(х) -SHK (o); (2)

V(x,i) = (x)[j>ß -ft*dP(x,ij\; (3)

^^f(t)-$m(C)t(G,t) ; (4)

ih 00-h T** KV] -¿¿н«(*)[Гик(х+УТк(хД,

s« (*) c& t)-*iS« (x)[к (у, t) -г« (kü]+

+jSk(\)[T* (xtt) -П (x, i)];

Cn Ы =f[T« (x,i) - Tn (Щ ; (?)

j$±(x?t) (8)

Щ~~Шк(х,-Ь). (9)

где Sk W ~ капиллярная пористость почвы, %; Shk(X) - некалилллрная гористость почвы, %; S (X) - полная пористость почвы, %; X - глубина прокачивания некапилляриой влагой, мм; Sa (X) - доля льда в почве;

1/(*>"t) - скорость фильтрации некашшшрной влаги, мм/с;

fl (t) ~ высота слоя воды над почвой, мм;

2 (£) - яинний уровень насыщения некапилляриой влагой, ш;

- давление воды в закаяшшрпых порах, г/мм^; 7* (XЛ) ~ температура капиллярной влаги, °С; Тщ X, t) - температура накшшшярной ыгаги, °С; %(Х,£) ~ таьшорш'Ура почни, °С;

теплопроводность почвы (0,7-0,93)х2,39.10~3, кал/ом «о ;

- теплопроводность льда, 2,21x2,39«10~э кал/см-с;

- теплопроводность воды (0,551-0,683) х2,39 «КГ3 кал/ом-с; С в ~ теплоёмкость воды, I кал/см3 «град;

Сп - теплоёмкость почвы, 0,2 кал/см3»град;

(7 О) - вязкость вода, 0,1797« 1<Г2(1+0,337Т + 0,000221т2)"1 1 г/см«о;

об - коэффициент теплообмена меаду капиллярной а некашшщр-ной водой, кад/см3.с.град; :

коэффициент теплообмена мезду некапиллярной водой и почвой, кад/омз.о^град;

) - приток талой вода» мм. Соотношения Ш-(9) дополним граничными условиями:

&*М"0 ; ТпМ-т ; йСУ.О)--0 ; (КО) -0 ; % ¿Го)

ГК,0)*Л(Х); <гЛ) =0 .

Э 2 • '

В качества притока талой вода выбрана кусочно-линейная

функция. Уравнения (1)-(2) определяют условие сохранения количества влаги в почва о учётом перехода её в некахцшшрную и капиллярную. Уравнение (3) представляет ообой эмпиричеокую закономерность, основанную на закономерности закона Дарея.

Уравнение (4) опкоываат изменение уровня надпочвенных вод о учЗгоы притока снеговой вода.

Уравнение (б) опшшваег процесс изменения температуры в . накапиллярной влаге о учётом её оврамещввия в результате фильтрации» внутренней даффуешх а теплообмена с капиллярной влагой.

Уравнение (6) описывает процесс изменения температуры в капиллярной почвенной влаге с учётом теплообмена о некапил-ляряой влагой й о почвой.

Уравнение (7) «опаивает процесс изменения температуры в почве о учётом теплообмена о капиллярной почвенной влагой.

Уравнения (8) и (9) описывают фазовые переходы капиллярной почвенной влаги иэ жидкого состояния в твёрдое и обратно с учетом коэффициента теплообмена между почвой и капиллярной почвенной влагой и теплоты плавления (замерзания) вода. -

Решая уравнения (6) и (7), следует иметь в виду, что в

б

отличие от уравнения теплопроводное) тя обща го вида (5) не учитываются члены, содержащие производные по пространственным переменным, так как величины коэффициентов теплопроводности имеют. порядок Ю-3, кроме этого известно из опыта, что в,почве нет больших градиентов температуры. На изменении температуры почвы и капиллярной почвенной влаги в ооновном оказывает влияние теплообмен а шкапшшяриой влагой.

Дня уточнения модели отметим, что в система уравнений (1)-т (9) рассчётными, то есть подлежащими вычислению, являются величины: ; 2 &); Тк (X,*); Тнк (Х,*>; Тп (Х,Ъ;

За контрольную величину примем максимальное значение высоты слоя воды из снега над почвой /£ =тах & ( 4 )» потому что именно от этой величины зависит объём лунок, достаточный для удержания всей талой вода на почвах а уклоном.

Для решения математической модели тепловлагопереноса в почве в весенний период рассмотрим случай, когда процессу замерзания подвержена только капиллярная влага, а вязкость некапиллярной влаги не изменится в процессе её фильтрации, тогда уравнения (1)-(4) могут быть решены незашоимо от уравнений (5)-(9), В любом случае система уравнений (1)-(4) может ! решаться независимо от уравнений (5)~(9) до тех пор пока не замёрзнет воя капиллярная влага в каком-то почвенном слое, что приведёт к дальнейшему уменьшению яекашшщрной пористости.

Проведя анализ двух составляющих частей модели влаго- и 1 теплопереноса в почве, изучим уравнения (1)-(4), описывающие процессы влагоперенооа, как более удовлетворяющие целям нашей работы, предположим, что движение некапиллярной влаги (процесс фильтрации) прекращается, т^ есть отсутствует приток талой воды ^ (¿) = 0; < Вин{0)/8^ки<р^; и над уровнем почвы нет талой вода $ (¿) = 0, тогда уровень насыщения некапиллярной влагой изменится по закону:

= (10)

Рассмотрим случай, когда в процессе таяния приток 0 ("6 преобладает над впитыванием, то есть

р Щ >

Поскольку на поверхности почвы ( Х~ 0) давление в ;>дцко~

сти равно веа„ столба жидкости высотой при

то выполняется условие:

-ЯЙг№> ЧЬЮШЩ](Ш

Из уравнения (4) с помощью интегрирования по времени полу-

гда $(р = $к(д) * (12)

В уравнении (12) учтены начальные условия:

А(€)=2ГО)*0

Таким образом мы получим ответ на интересующий нас вопрос - определение максимально возможного уровня вода над почвой -так Я , если установим зависимость уравнения насыщения почвой £ (¿) от переменной ,

В момент времени значение величины Лвыразится:

^еу/ ¿¿V/

При условии переходим к вычислению

л Лв ^ас - В ,Т/П

¿¿н ~ ~—¿гц--(м)

где - а(г£)=2^5(21)/¡^ик(21УЗнк(гс)-й± >0

с (ъ) щъ > О

При условии /7/л/<0 величину вычисляем по формуле, вытекающей из условия

¿¿н =/Х- + №) ¿¿1/5(15)

Б результате анализа численного эксперимента, проведённого на основе законов (1)-(4) получено численное значение максимально возможного уровня воды над почвойШхА.~ 20 мм при оптимальных значениях влажности почвы и рекима таяния снега для условий периода весеннего снеготаяния в степной зона Западной Сибири на примере Нововаршавского района Омской области.

Анализ скорости фильтрации в лунках разного объёма. Прово-

дём сравнительный анализ скорости фильтрации в лунках единичной дайны объёмом, равным:

где О. - ширина лунки; А'- высота лунки. ;

Тогда, согласно закону Дарси, скорость фильтрации 1/ в лунках соответственно будет равна: •

^^(а/ф+^фк) + с?)'

где К = с1 -

диаметр дар, мм; и - плотность почвы, г/см3; д. - ускорение свободного падения, м/с2. Умножив значение (17) на получим для ¿/я :

Уг =У2-Ш(а (18)

Поскольку из соотношений (16) и (18) следует, что ]/г> то можно заключить, что предпочтительнее лунки малых разме- : ров, причём вьшрш в окоросги фильтрация составит

№№ + $/*) : и^г

Теоретические исследования оптимизация параметров рабочего органа и орудия. Учитывая то полояеняе, что скорость грации в лунке тем выше, чем меньше её объём был зыбран способ ; формирования углублений нижа дневной поверхности поля методом штампования, как более рациональный для поделки ёмкостей ма-. лого объёма, .. --------- - -....... - ■

ч/

гас. 1. Ывыа орудия Рис. 2. Схема рабочего органа

В основу конструкция орудия положен каток с расстановкой рабочих органов в шахматном порядка. При перекатывании катка во время поступательного движения агрегата его рабочие орга-

ны внедряются в почву, образуя лунки. Схема орудия и рабочего органа представлены на рио. I и 2.

Поскольку параметры лунки определяются формой и размерами рабочего органа, то конструктивные характеристики последнего.

органа в почве при условии 1/ = и/

Объём лунки, соответствующий объёму рабочего органа, выразится соотношением: •

% {р ?Аг % +

+ £*тЦ) -г)тУг [гг- ЗтИ +(А-г)Оп М] + * у/ф-еш°%) +<&?) НаМ]** Уф-бт<19)

пли, учитывая, что = 2 В' ¿¿I "УЯ. , получим:

+ + / (20)

где я - угол между двумя соседними рабочими органами, рао-положенными в омеаных плоскостях, рад;

и. - угол раствора рабочего органа, рад;

2 - радиус рабочего органа, мм;

/? - глубина погружения рабочего органа в почву, мм; ' $ - ширина рабочего органа, мм; в - образующая конуса рабочего органа, мм. \ При условии, когда поступательная скорость агрегата Т/ больше угловой скорости орудия 6/ , форма и размеры лунки

изменяются (рис. 4), при этом длина лунки увеличится в Д</ раз, а её горизонтальная часть станет равной. Увели-

Рис.

т« т,

4. Изменение объёма лунки при ^ > I

чение объема лунки произойдёт в основном за счёт объёма & V области Т-^ТдТ^ и составит: ,

0-5 ,

или

Учитывая угол склона почвы, потеря объёма лунки (-¿V)

Рис. 5. Изменение объёма лунки в зависимости от угла склона(Д

определится областью, отсеченной плоскостью М (рис, 5), проходящей шд углом и к горизонтали А& •

Общая потеря объёма луяки о учётом её нижней границы с оставит:

Конструктивные параметры орудия определятся с учётом рао-

положения лунон я их объёмом, необходимым для аккумуляции воды на единице площади, проекции лунок пред- , ставлены на рио. б.

На единицу площади приходится объём лунок , равный:

Рио. 6. Схема к обоснованию объёма лунки на единице площади

• V

V/, -Минимальная ширина перегородки Р

(22)

между ближайшими лун-

ками определится (рис. 6) из уравнения

и

Анализ результатов численного эксперимента о применением математического метода, проведенный по составленной программе на ЭШ PC/AT " Vldeoton ", позволил определить оптимальные параметры рабочего органа и орудия для условия аккумуляции в лунках воды объёмом соответствующем её содержанию 85-102 мм в снеге.

Рациональными конструктивными характеристиками предлагается считать:

1) для рабочего органа - радиус закругления 2-82 да; ширина S = 100 мм; угол раствора (конуса) оС = 90°;

2) для орудия - радиус R - 300 мм; чиоло рабочих органов tJ = 8 шт.; расстояние мааду рабочими органами L = 175 мм; высота рабочего органа h. ~ 120 мм; рабочая скорость агрегата 1/ = 10,2 щ/ч.

3. Программа и методика исследований

Программа исследований предусматривала:

1. Определить рациональные конструктивные,параметры рабочего органа и орудия на основе использования результатов теоретических исследований:.

2. Изучить работу орудия в производственных условиях с • целью проверки работоспособности и уточнения результатов теоретических исследований.

3. Дать оценку экономической эффективности работы нового орудия.

В*соответствии с программой изложены особенности частных методик лабораторных исследований о целью определения оптимальных параметров рабочего органа в зависимости от деформации почвы, приведены общепринятые методики для проведения полевого эксперимента.

Лабораторные опыты проводились на лабораторной уотановке, разработанной и изготовленной в СибНйИСХозе, и позволяющей максимально приблизиться к полевым условиям работы орудия, полевые - на учаог'-е с уклоном 3°, южной экспозиции, почва -обыкновенный чернозём./

Результаты исследований обработаны методами математической статистики. Численные решения уравнений и расчет статистических характеристик выполнены на ЭВМ PC/AT.

4. Результаты экспериментальных исследований

Экспериментальные исследования включают три чаоти. В первой приводятся плотности по глубине почвенного слоя под лун- .

кой (рис. 7) и зависимости изменения плотности стенок лунки по глубине (рис. 8) для угла раствора 30°, 60, 90 и 120°. С точки зрения дифференцированного уплотнения стенок лунки, обеспечивающего большую устойчивость к размыву в совокупности с инфильтрацией воды и при условии наименьшего ооцротивле-

flcÁ.

ТРНГГП

2 И 3 И и ®

Рис. 7. Зависимость изменения плотности от глубины почвенного олж для угла раствора: а - 30°, б - 60°, в - 90°, г - 120° ния при внедрении в почву рабочего органа (рис. 9) наиболее приемлемым следует считать угол раствора 90°.

-........ - - Во второй частя при-'

1 водится сравнительная

ахротехяологическая • оценка машин: для'плоскорезной обработки на глубину 14-16 см о одновременной нарезкой делай на глубину до 35 см через I м орудием ПЦ-5; дая луякования орудием ПЛДГ-5 о предварительной обработкой Щ-5;для ■ лункования новым орудием в агрегате о Щ-5 -

Zí т

7 i! Й г а

** ✓ г

_

а - 30°,'

-Í -6 -k -2 0 *2 -В *& *Ю П

. Рис. 8. Зависимость изменения плотности стенок лунки от её глубины дая угла раствора: б - 60°, в - 90°, г - 120°

Щ-5М. В таблица I приведены необходише сравнительные arpo-. технологические данные, которые определяют качество противо-эрозионной обработки поля. Среднее за период наблюдений (1986-1989 гг.) усвоение талой воды составило на участке, обработанном ПЩ-5М - 41,4 %; на обработке Щ-5 + ШЩГ-5 - 19,7$; на обработке ПЩ-5 - 13,4 %. Фильтрация воды в почву опредзли-

ла уровень стока талой вода, который составил 284,25; 436,0; 600,50 м3/га соответственно обработкам орудиями ПЩ-5М, Щ-5 +

КП

0,7 0.6 0,5 OA 0,3 0,2 0.4 0

-i

-г

ч

as w (2 р^

Рио. 9. Значение конусного показателя (КП) в зависимости от плотности почвы для угла раствора;

2 - 60°, 3 - 90°,

+1ВДГ-5, Щ-5. Уровень стона талой вода Н м3/га олределился в прямой зависимости от осенней влажности V/почвы (рис. 10), при V/ близкой к ЕЗ независимо от способов обработки наблюдается .провальная фильтрация, при V = 175 мм (зна-; чание близкое ореднемноголетним запаоам влаги на глубине 0-1 м) наблюдалось снижение стока на участке, обработанном Щ-5М в 2,3 раза в сравнении с линкованием ШЩГ-5 в 3,1 раза в сравнении с обработкой ПЩ-5, При значениях близких к НВ в обоих случаях лун-кования сток уменьшился на 236-,

30°,

253 м3/га му лунок.

н 800

величину, равдрз объё-

600 нас т

о

У

(30

4 - 120

Соответственно стоку воды изменялись показатели выноса питательных веществ (рис. II). Выноо почвы на опытном варианте ушныпился в 3,0 и 1,7 раза'в сравнении с обработкой орудием Щ-5 а Щ-5 + ШЩГ-5, вынос гумуса сократился до 56,3 кг/га с 223,7 м?£а и 94,7 кг/га соответственно, уменьшились вынос фосфора в 5,5 и 1,8 раза, калия - в 3,4 и 1,8 раза в сравнении с обработкой Щ-5 и Щ-5 + 1ВДР-5.

Дополнительное накопление влаги позволило получить прибав-

№ т <30 20 Рис. 10. зависимость стока воды от осенней влажности почвы по приёмам основной её обработки орудием: а - Щ-5, б - Щ-5 + ШЩГ-5, в - Щ-5М

ку урожая в среднем за I98B-IS89 гг; + 1,4 ц/га в сравнения о лунковашем ПЛДГ-5 и + 1,7 ц/га в сравнении о обработкой

В третьей части дана '• эксплуатационно-техническая оценка орудия. Совмещение технологических : операций при обработке почвы орудием ИЦ-5М по- i зволяет обеспечить повышение производительности более, чем в 2 раза, уменьшить удельный расход топлива па 24,7 %, I

i

онязять энергозатраты в расчёта на гектар на ;

Рис. II. Зависимость потерь алеман- j

тов питания от стока талых вод: а - ' ;

вынос почвы; ó - вынос гумуса; в - ;

вынос PgOgj г - вынос KgO. Точна I, 2, 3 - средние значения' за 1986-1989 гг. соответственно обработкам ЗД-5, 'ПЩ-б + ¡ + ШЩГ-5, Щ-5М -.■/■:

I.. Основные агротехнологичеокие показателя сравниваемых ■

орудий '

.'6 п/п! Показатели " !ШЩГ-5 ! Щ-5М

I. Скорость движения, км/ч 7,4 7,2

2. Ширина захвата орудия, м 4,3 5,0

3. Объём лунка, л 15,0 2,1

4. Глубина лунки, м 0,14 0,1

5. Ширина лунки, м 0,39 0,2

6. Длина лунки, м . 1,10 0,34

7. Количество лунок на I га 1,50 11,0

5. Оценка экономической эффективности использования,ордая

Экономическая объективность о. учётом представленных, результатов исследований составила: от годового экономического Эф-

ПЩ-5. Уп

\% \%

иа ■ S «а

- № I6"

I §.5

к 3-

loe 2-

■ ■ 1 •

—В _ в . ■К

фекта по приведенным затратам на Г га работы агрегата -21,18 руб., от изменения количества получаемой, продукции - 168 руб./га, от сокращения выноса питательных элементов - 80,6 руб./га. Общий годовой экономический эффект - 269,6 руб./га.

ОБЩИЕ вншда Й .ПРВДЮШИЯ

Из анализа отечественной и зарубежной литературы, изучения опыта передовых хозяйств, а та íesе на основании проведённых нами научно-исследовательских опытно-конструкторских работ можно сделать следующие вывода и предложения.

1. В условиях Западной Сибири частые пары на склонах до 3° в связи с регулярным стоком в период весеннего снеготаяния продолжают эродировать. Земледельческое производство на располагает достаточно эффективными технологиями и техническими средствами дая задержания талых вод.

2. Для повышения коэффициента использования зимних осадков, предупреждения стока разработана технология и испытано орудие о целью создания шкроячеиотой поверхности поля. Она включает мелкую плоскорезную обработку, одновременное ¡целование и поделку водоаккумулируювдх лунок.

3. Разработана математическая модель влаготеплопереноса в почве в период снеготаяния. Определены зависимости (13),(15), позволяющие расочатать возможность появления стока и дать его количественную характеристику.

4. Предложена теория, выполнены исследования по оптимизации параметров орудия и рабочего органа, на которое получены а.с. № 1230474 А 01 В29/04 и положительное решение

4708209/30-1 5(44133). Основные конструктивные характеристики: рабочего органа - ширина 0,1 ы; высота - 0,12 м; радиус закругления - 0,082 mj длина образующей конуоной части - 0,07 м; угол раствора - 90°; орудия: рабочие органы устанавливают в шахматном дарлдке; число рабочих органов в смежных параллельных плоскостях - 8; радиус катка - 0,3 и; угол расстановки рабочих органов - 45°; расстояние медцу осями двух.параллельных рабочих органов - 0,175 м; ширина захвата орудия - 5 и; масса орудие - У5? кг.

Результаты аналитических исследований до определению параметров орудия имеют коэффициент оходемостя не превшащий 12 '/,.."

5, Достаточно высокое качество работы и обработка почвы при поделке лунок о общим объёмом 20 л/ур достигается при скорооти движения агрегата 1/ = 10,8 км/ч.

S. Разработана конструкция, найдена рациональная коша нов-' ка рабочих органов. Новое противоэрозионное орудие ПЩ-5М на обыкновенных чернозёмах в паровых полях по сравнению о лунко-ватолем ШЩГ-5 и обработкой ПЩ-5 снижает сток талых вод соответственно в 1,5 и в 2,1 раза, а в связи о этим сокращаются вынос почвы в 1,7 и 3,0 раза, 1умуоа - в 1,7 я 4,0 раза, пропорционально уменьшаются потери макроэлементов.

Коэффициент корреляции теоретических и экспериментальных ', исследований ? = 0,78.

7. Более эффективное задержание талой вода новым орудием повышает влагозапаоы в метровом олое на 22,5-29,0 мм. Это повышает урожайность пшеницы по оравяенио о обработкой ШЩГ-5 ; в среднем,за 1986-1989 гг. на 1,4 ц/га и на 1,7 ц/га (НСР « ' я 1,36) по сравнении о Щ-5 пра урожайности на поле, обрабо- ■ тайном ПЩ-Щ - 15,6 ц/га. !

8. По сравнению о линкованием БДДГ-5. о предварительной основной обработкой ПЩ-5, предложенное орудие (ПЩ-5М) сокращает затраты труда на 52,5» расход горючего йз -24,7 и повышает производительность труда на 47,7 %. , ;

9. Общегодовой экономический эффект по сравнению о обра- ■ ботвой орудием ШЩГ-5 составил 269,7 руб./га.

РЕЮМЕНДА1Щ ПРОИЗВОДСТВУ

Орудие для ооновной обработки склоновых земель, разработанное в СибНШСХозе, проверенное в-течение четырех , лет в шести хозяйствах Нововаршавского района Омской области, рекомендуется для широкого внедрения в степной зоне Западной Сибири на склонах крутизной до 3°. '

По теме диссертации опубликованы, следующие работы

••* I. Прессовая обработка почвы: Информ. листок № 85-87/0м. ЦНТИ; Сост. Заргаовэ H.A. - Омск, 1987. - 4 с.

2. A.c. 1230474 (СССР), MШ ЛОГ BI3/I6. Почвообрабатывающий каток/В.Е.Ковтунов, Ю.Б.Мощенко, В.А.Домрачев, Н.А.Зари-пова (СССР). - .'(' 3755700/30-15; Заявл. 21.03.84; Опубл.

15.05.86. Ш, Л 18. - 3 с.

3, Заршюва H.A. К обоснованию преооовой обработки почвы // Науч.-техн. бюл./СО ВАСШШ. - 1985. - Вып. 3. - С. 10-12. ; 4. Заршюва H.A. Рабочие органы макетного орудия для преооовой обработки почвы // Науч.-техн. бюл./СО ВАСХШЛ. - 1986, Вып. ?. - С. 27-30.

! 5. Заршюва H.A., Ковтунов В.Е., Мощенко Ю.Б. Обоснование преооовой обработки почвы // Науч.-тахн, бюл./СО ВАСХШЛ. -1087« - Вып. 17. - С. 12-15.

6. Зарвпова Н.А, Прессовый лунковагель почвы // Земледелие. - 1989. - й II. - С. 63-55.

7. Орудие для преооовой обработки почвы: Ивформ. листок № 260-82/0И. ЩШ5$ Сост. Заришва H.A. - Ошк, 1982. - 4 о.

8. Заришва H.A., Домрачев В.А., Ковтунов В.Е. и др. Прогрессивные приёмы накопления влаги: Плакат. - Омск, 1985.

9. Заявка » 4708209/30-15 (44133) A0IB 21/04. Рабочий орган для поверхноотного рыхления дачвы / В.Е.Ковтунов, Ю.Б.Мощенко, Н.А.Зарипова, Ю.Б.Ковтунов (СССР). - Заявл. 30,03.89,