автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологий и комплексов машин для возделывания основных культур в районах действия водной эрозии

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ОТКРЫТОГО ТИПА "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СПЯЬСКОХОЗЯЙСТВШНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ" АО ВИСХОМ

ол

На правах рукописи ГУРЕЕВ Иван Иванович

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И КОМПЛЕКСОВ МАШИН ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОСНОВНЫХ КУЛЬТУР В РАЙОНАХ ДЕЙСТВИЯ ВОДНОЙ ЭРОЗИИ

Специальности: 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства; . 05.20.04 - Сельскохозяйственные и гидромелиоративные малины

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва- 1994

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте земледелия и защиты почв от эрозии -ВНИИЗиЗПЭ.

Научный консультант - доктор технических наук, профессор ПАНОВ И.М.

Официальные оппоненты: академик РАСХН,

цоктор технических наук, профессор ЛИСТОПАД Г.Е.;

доктор технических наук, профессор ХАБАТОВ Р.Ш.;

доктор технических наук, старший научный сотрудник КУЗНЕЦОВ С.И.

Ведущая организация - Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (УШШСХ).

Защита состоится 2 марта 1994 года в 10 часов на заседании специализированного совета Д 169.06.01 в Акционерном обществе открытого типа '-Научно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения" АО ЕИСХОМ по адресу: 127247, г.Москва, Дмитровское шоссе, 107.

С диссертацией можно ознакомиться.в библиотеке АО ВИСХОМ.

Автореферат разослан 1994 г.

Учёный секретарь специализированного совета, доктор технических наук, *

'профессор'' " А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРКСП5КА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Удовлетворение населения страны в продовольствии немыслимо без интенсивных технологий, которые позволяют существенно нарадивать урожайность сельскохс зяйственных культур за счет дополнительных влокений труда и средств. В то же время внедрение интенсивных технологий сопряжено с повышенными механическими нагрузками на почву, являвшимися причиной разрушения её структуры, раззития эрози-оннтлс процессов и негативных экологических последствий.

В России эродировало 25,1 млн. гектаров паяни и темпь,-развития эрозии нарастают. Став почвы ливнями может достигать 200...300 т/га, нередки случаи, когда при очень сильных ливнях на отдельных участках смывается весь пахотный слой ^ окружающая среда загрязняется продуктами эрозии. Урожайность культур на эродированных почвах уменьиается в 5 и более раз, на обработку их расходуотся в 1,5 раза больше топлива.

В этой связи р.сё больпуп актуальность приобретал? интенсивные почвозащитные технологии, отличающиеся качественно новым подходом к возделыванию культур - минкмализацией обработок почвы с целью формирования в ней режима близкого к естественному. состоянию. Решение этой важнейшей народнохозяйственной проблемы сдерживает отсутствие научного обоснования способов минимализвции обработок в районах действия водной эрозии и завершённого комплекса технических средств для гос осуществления.

В основу диссертационной работа положены исследования выполненные во Всероссийском НИИ земледелия п защита почв от эрозии в 1977...1992 гг. по тематическим планам НИР в соответствия с программами: ГКНТ СССР - 0.51.01 (1977...1990 гг.), 0.51.12:04 (1986...1990 гг.), 1-48 (1990...Ь992 гг.); межведомственными программами - О.сх.109:04 (1931.";.1985 гг.), 0.сх.71:04 (1986.*..1990 гг.).

Целью"исследований явилось обоснование способов минима-лизяцпи обработок почвы, разработка технологий и завершённого энергосберегающего комплекса технических средств для механизации работ по возделнвянию основных сельскохозяйственных яу-

в районах действия водной г»розии.

Объекты исследований - систешозначащие, Физико-механические свойства почвы, исходные требования на сельскохозяйственные орудия, машино-тракторные агрегаты (OTA), способы и ->рудия для обработок почвы и посева, показатели водной эро-

¡энергетические к ¡экономические показатели технологий, приёмов к орудий с

f/етопика исследований. Состояние почза исследовали по •«ме-нению её энтропии. Взаимосвязь функций обработок почвы с урожайностью культур и противозрозионной стойкостью почвы пиенивали по шкале желательности Харрингтона. Взаимодействие - "очвой рабочих органов почвообрабатывающих и посевных орудий исследовали методами земледельческой механики. Лаборато-рно-полевыэ исследования выполняли с применением методов ■тл&чирозанмя шогойакторного эксперимента со статистической обработкой результатов измерений.

Научно-производственные испытания проводили в соответствие с методикой полевого опыта и согласно методик по испытаниям машин (ОСТ 70.04.1-74, ОСТ 70.4.2-74). Эффективность лобнх способов и орудий оценивали натурным моделированием ->:пготовлэниеу и испытанием ¡экспериментальных установок -и макетных образцов. '

Научную новизну исследований составляют: ~ теоретическая взаимосвязь состояний почвы (энтропии)' с уровнем механического воздействия на нее, позволившая обосновать направления минимализации дезорганизующих воздействий нъ. почву ч необходимость выполнения приёмов управляющего влияния, усиливающих противозрозионную стойкость почвы;

- технологии и метод нормирования исходных требований на лсмллексы почвообрабатывающих и посевных орудий для возделывания культур в районах действия водной прозии с учётом их 'биологических особенностей и состояния почвы, характеризуемого Факторами засорённости, плотности сложения и обеспеченности растений минеральным питанием; •

обоснование универсального знергетичеекого показателя механической нагрузки МГА на почву и разработка на его основе

математической модели оптимизации пар у.етров МТА,"установле-?

ние зависимости энергозатрат на деформацию почвы от скорости почвоопрабптыпзлщих рабочих органов и обоснованно скорос?:■ ночей почвообрабатывающих $рсз, обеспечивапщих минимально «? энергоемкость ярусного Фрезерования стерневых ^онов;

- повышение заглубляемости секционных культиваторов-плоскорезов па счёт изменения положения в пространстве осей врг. щения боковых секций; применение '¡кользящего резания почвы разрезающими дисками сошников сэялок прямого посева иль повышения заглубляемости сошников и снижения энергоёмкости нарезания посевных бороздок в необработанной почве; устранение золипания почвой лаповых сотников зерновой сеялки-культиватора вибрацией распределителя семян,.

Практическая нс-нность исследований состоит в разработке и внедрении почвозащитных технологий и средств механизации для возделывания основных культур в районах действия водной прозии почвы.' Для комплексной механизации технологий созданы:

- способы и устройства для совмещения с посевом пропашных культур полосной предпосевной культивации почвы и, при необходимости, ленточного внесения гербицидов лишь в защитную зону рядков культур (а.с. 1242008, 1667665), улучшения качества посева пропашных культур (а.с. №№ 1443835, 1644761, 1766302, 1796086); снижения энергоёмкости прямого посева зерновых культур в необработанную почву (а.с» № 1230491), еовмеа;ения с посевом зерновых культур полосной фрезерной обработки почвы и локального внесения ниже уровня семян ос ■ новной дозы минеральных удобрений (а.с.' № 865170, 1083945, 1423011); выполнения управляющих приёмов воздействия на почву нарезанием на зяби, посевах озимых и многолетних трав узких щелей с ненарушенными стенками глубиной более среднего многолетнего промерзания почв в зоне (а.с. 13715271, 1384237, 1409184, 1493132, 1575974), создания менее энергоёмких конструкций фрез для полосного фрезерования стерневых 'Тонов при совмещении обработки почвы с посевом (а.с. №№ 534190. 810103, 1028254, 1128414); улучшения качества подпочвенно-разбросного посева зерновых культур по стерне лаповыми сса-никами (а.с. №№ 880291, 967333, II16991, 1318185).

Реализация результатов исследований:

- одобрены НТС Госагропроыа СССР и КТО областного управления сельского хозяйства и внедряются 12 методических указаний и рекомендаций по.механизированному возделыванию культур а районах действия водной эрозии;

- обоснованные совместно с. НИИ и КБ исходные требования реализованы а поставленных на производство плугах-рыхлителях ПРПЗ-5-50 и ПРПВ-8-50, щелввателе-кротователе ЩН-5-40, комбинированном почвообрабатывающем агрегате АКП-5, сеялках прямого посева зерновых культур СЗПП-4 и СЗПП-8;

- новая сеялка прямого посева зерновых культур (С31Ш-3,6)

* устройство для совмещения приёмов, на посеве пропашных культур (ТСУ) проходят предварительные испытания на ЦЧ МИС;

- рекомендации по параметрам ТСУ приняты УкрНИИСХОМом при разработке агрегатов совмещённых приёмов;

■ внедрена в хозяйствах Курской, Воронежской и Екатеринбургской областей, в Краснодарском крае и республике Абхазия опытные партии щелевателя ЩР-1, сеялки СЗЯП-3,6, устройства ТСУ и комбинированного орудия для совмещения приёмов на посева аерновых культур (КО-3,6).

Экономический з(М>ект от внедрения содержащихся в диссертации разработок в ценах 1991 г. составил 11,28 млн.руб., в том числе 6,83 млн.руб. подтверждено через статистическое управление НПО "Поиск" ШЙИ патентной даЬормации.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Всесоюзных координационных совещаниях по механизации защиты почв от эрозии (г.Москва, 1978.. # ...1990 гг.), на научно-лрактической конференции Курского СХИ (1980 г.), на Всесоюзной и региональной школах молодых учёных по актуальным вопросам теории и практики защиты почв от эрозии (г.Курск, 1982 г.; г.Екатеринбург, 1986 г.), на Всесоюзных научно-практических конференциях по вопросам механизации "•эчвояшцитного земледелия (г^Зернограц, 1983 г.; г.Новосибирск, 1990 г.), На.Всесоюзных совещаниях по техническому уровню посевных машин (г.Кировоград,' 1984, 1990 гг.), на научно-техническом совете'Минсельхозмаша СССР (г.Москва, 1985 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам развития техники для возделывания и уборки сахарной свёклы (г.Ха-

рьков, 1986 г.), на Всесоюзных и Всероссийских семинарах-совещаниях по проблемам почвозащитного земледелия (г.Курск, 1987, 1988, 1990 гг.), на 2-ой Международной конвенции но альтернативному сельскому хозяйстпу (агрофирма "Нива" Курской области, 1992 г./.

В пкепериментальных исследованиях под научным руководством ввтора принимали участие Коььев Е.В., Дьяков В.П., Росляков C.B., Вчтовтов В.А., Щумеева Л.И.", Кобченко С.Н.. Зиновьев И.М., Шварц A.A., Курскн В.И.» Седнев H.A.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 95 работ, включая-3 монографии и 23 авторских свидетельства на изобретения. Объём опубликованных работ без авторских свидетельств составляет 68,2 печатных листа, в том числе 23,4 печатных листа лично соискателем. По данной проблеме под руководством автора подготовлена и защищена кандидатская диссертация.

На зищиту лыносятся:

- методика обоснования уровня инициализации обработок почвы под конкретные виды культур;

- технологии и исходные требования на технические средства по возделыванию с.-х. культур з районах действия водной зрозии;

- математическая модель оптимизации параметров МТА;

- результаты теоретических и зкепериментальных

• исследований по обоснованию параметров почвообрабатывающих и посевных рабочих органов;

- конструктивные схемы орудий и. комплексы технических средств для механизации почвозащитных технологий.

Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, тести глвв, общих выводов, спискачлитературы из 315 наименований, в том числе 59 на иностранных языках, и приложений. Общий обт-ём диссертации с приложениями 355 с. Основная часть её содержит 326 с. машинописного текста, в том числе 73 рисунка и 40 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. Постановка научной проблемы

Исследования Макарова И.П., Шикулы Н.К., Ревута И.Б.-, Пупонина А.И., Ваньковича Г.Н,, Воробьёва В.И., Картемышева Н.И., Ломакина М.М., Полуэктова Е.В., Пабата И.А. и др. показывают, что получение возрастающих урожаев с.-х. культур при сохранении почвенного плодородия обеспечивает система почвозащитного земледелия на основе минимальных обработок. Однако внедрение данного направления сдерживается необходимостью усиления борьбы с сорняками, повышения водопоглощающей способности почвы, ужесточения требований к качеству внесения минеральных удобрений, гербицидов и др.

Агрономической наукой разработан ряд приёмов для устранения негативных последствий минимализации обработок.

Против засорённости эффективно сочетание применения гербицидов с агротехническими мерами, включающими минимальные обработки, чередующиеся в севообороте со вспашкой под пропашные культуры, что в последующем позволяет отказаться от гербицидов полностью.

Повышение водопоглощающей способности уплотнённых почв достигается приемами глубокого^рыхления или щелевания, которые разуплотняют почву и способствуют переводу поверхностного стотя в продуктивную влагу. Качественно новым эффектом водо-поглощенкя обладают узкие щели с ненарушенными стенками глубиной на 10... 30 % больше средней многолетней глубины промерзания почвы. По впитывающей способности талые дно и нижняя часть стенок щели в десятки раз превышают мёрзлую почву. У ненарушенных стенок отсутствует боковой скол, что позволяет при щелевании озимых и многолетних трав устранить травмирование корней культур.

С применением минимальных обработок.ослабляется роль гумуса как источника минерального питания растений и усиливать его влияние ка агрофизические свойства почвы. Вследствие зтого повышается зависимость урожайности культур от удобрений, внорить которые целесообразно локально под растения культуры и внесение совмещать с посевом. Семена, во избежание ожёгов, необходимо изолировать от удобрений поденной прослойкой.

Созданию средств механизации приемов минимальных обработок почвы посвящены-исследования Краснощскова Н.В., Панова И.М., Спирина Л.П., Ковриковв. И.Т., Нагорного Н.Н^, Любимова А.И., Кука А.Ф., Гриценко Ф.В., Любушко Н.И., Дроздова В.Н., Инаекяна С.А., Дьякова В.П. и др. Однако имеющиеся технические средства не'позволяют сформировать завершенный комплекс в полной мере отвечающий требовангтм минимализации обработок почвы в районах действия водной зрозии.

Так, применяемые для мелкого безотвального рыхления высокопроизводительные секционные культиваторы-плоскорезы неудовлетворительно заглубляются на средних и тяжёлых почвах. Промышленные щелеватели не обеспечивают нярезания щелей с ненарушенными стенками. Дисковые разрезающие ножи зерновых сеялок прямого посева зпволакивают стерню на дно посевных бороздок и требуется высокая вертикальная нагрузка для их заглубления. Отсутствуют в производстве орудия прямого посева способные размещать высокие дозы минеральных удобрений ниже уровня укладки семян. Предстоит решить задачу уменьшения ширины междурядий и обеспечения надёжного капиллярного подто-^ ка влпги к семенам путем Формирования уплотнённого ложа на дне посевных бороздок.

При выполнении за один проход'приёмов агротехнически совместимых с посевом необходимое крошение почвы, независимо от плотности, влажности и наличия стерни, обеспечивают Фрезы. Но они Рнергоёмки_ и малопроизводительны. Фон после сплошного Фрезерования незащнщён от прозии. Позтому требуется изыскание менее пняргоёмких *рез для перспективного полосного Фрезерования почвы в зоне рядков культуры.

Для осуществления комплексной механизации-почвозащитного земледелия в районах действия-водной зрозии^ сформулированы следующие задачи:

1. Последовать влияние механических воздействий на сос™ тоянйе почвы и обосновать исходное требования <{п дачвообряба^ топающие и посевные орудия для механизации почвозащитных технологий.

2. Разработать прижншы комплектования яовдвобрл/бАТнвл*)-» ¡цих и посевных ЭТА. Изучить процессы воздействия ня. почву

почвообрабатывающих и посевных рабочих органов. Изыскать-их конструктивные схемы и выполнить механико-технологическое обоснование параметров из условия качественного функционирования на минимально обработанных и необработанных фонах.■

3. На базе минимальных обработок обосновать технологии возделывания культур, позволяющие наряду с сохранением плодородия, снижать степень механического воздействия на почву, наращивать урожайность и снижать затраты на получение сельскохозяйственной продукции.

4. Создать комплексы технических средств для механизации почвозащитных технологий, выполнить их производственные испытания, дать агроэкономическую и энергетическую оценку, обосновать рекомендации по использованию.

2с Минимализация механических воздействий не почву

Процессы е почве при ее обработке обусловлены сложными взаимосвязями, для исследования которых наиболее приемлема метод логия системного анализа.

Установили, что почва как объект управления взаимосвязана с антропогенными и погодными воздействиями (рис. I),

¡ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЧВУ

' Технологии | | возделывания | культур

Антропогенные _______

I---—--Средства

Н>------¡механизаци^

йГ

да §с|

я xi

п-и:, о о

Е-"' X О! а2 о! о

Погодные

Осадки, ветер, температура

Система "почва" (объект управления)

Противоорозионная стойкость

Плодородие

Рис. I. Модель управления плодородием и противоэрозионной стойкостью почвы.

Антропогенные воздействия проявляются через механизированные технологии -возделывания культур, а воздействия погоды - через Факторы осадгов, ветрового и температурного режимов.

Вячнейгаей. вероятностной характеристикой состояния почт-' является ее зигропия, с понижением которой повышается уперп доченность и усиливается независимость почвы от средн. Характерно, что в естественных условия- при отсутствии антропогенной нагрузки почва не поддастся действию внешних сил, стабильно функционирует в качестве элемента устойчивого биологического сообщества и характеризуется низкой энтропией.

Механические нагрузки разрушают основной системный признак упорядоченности почвы - тезаурус, Физическим носителем которого является структура. Вследствие этого повышается энтропия и усиливается влияние на почву погодных воздействий. Почва становится податливее эрозии и теряет плодородие. Исходя из этого, задача исследований состояния почвы заключалась в обоснований направлений её сельскохозяйственного использо -валил, позволяющих понизить энтропию и тем самым повысить устойчивость против разрушающих воздействий, в частности, против эрозии.

Для почвы с внутренним состоянием 6 , подвергающейся внешним воздействиям Р, условие понижения энтропии выражается неравенством

¥ - Г

в,>-_Ы.; (1)

б-бн

где 0 = к. 0 - функция изменяющаяся пропорционален;-оструктуренности (тезаурусу) 8 ;

к)Э- коэффициент пропорциональности;

Г , б - начальное значения внешних

воздействий и состояния почвы.

Внегсние воздействия выражаются в энергетических единицах (Дж), осгруктуренность 0 и показатель ' 6 - в единицву информации (бит)'.

С усилением неравенства (I) энтропия почвы понижается и наоборот. Исходя из этого, в общем случае не оговорённый определёнными условиями рост внешних воздействий увеличива-

вт чнтропию почвы. Понижение энтропии с улучшением о с тру к ту-ренности не противоречит второму началу термодинамики, так уак система но является изолированной и энтропия её понижается аа счёт повышения энтропии внешней среды или воздейст-пий управляющего характера.

Из выражения (I) видно, что энтропию почвы можно стабилизировать или понизить двумя путями:

- наращиванием оструктуренности,

- .уменьшением или поддержанием на определённом уровне соотношения (Р - Рн)/(б- бн).

Первое практически решается комплексом мер по острукту-риаамию почв аалукемием, применением специальных почвозащитных севооборотов с преобладанием многолетних трав, внесением сбалансированных доз органо-минеральных удобрений и цр. Эти меры агропочвоведческого характера и не входят в программу настоящих исследований,

К категории агроинженерных относится второе направление, которое реализуется: мииимализацией внешней нагрузки на почву - уменьшением числителя правой части неравенства (I); повышением упорядоченности состояния почвенного пласта -увеличением знаменателя этого неравенства. Последнее предусматривает текущий контроль за состоянием пласта и, при обнаружении отклонений, выполнение дополнительных управляющих приёмовр способных повысить вероятность его самозащиты от талого и ливневого стока.

Трансформируя системные свойства в агротехнические, приходим к выводу, что внешней нагрузкой на почву являются антропогенные воздействия в вице механических обработок, которые разупорядочивают строение (повышают энтропию) плодородного гетерогенного почвенного пласта, понижают его способность противостоять эрозии и являются дезорганизующими.

Механические обработки неизбежны в технологиях возцелы-бания некоторых культур и существенно замедлить разрушение почвы можно их мииимализацией.

Однако, чтобы'не только замедлить, но и остеновить раз-руюение почвы эрозией, обязательным элементом технологий долчиы стать управляющие приёмы, способные препятствовать

разупоряцочивания почвенного пласта талым и ливневым стоком. В районах действии водной эрозии такими свойствами обладают приёмы повышения водипоглощающей способности почвы.

Исследованиями Краснощёкова Н.В., Макарова И.П., Заславского М.Н., Спирина А.П., Пупонина А.И. Нибега и пр. обоснованы направления минимализации обработок, обеспечивающие Формирование .-эффективного плодорог"я почвы. Это уменьшение глубины и площади обрабатываемой поверхности поля, снижение техногенного разрушения почвы, совмещение агроприёмов (рис.2^. Для внедрения новых направлений в с.-х. производство необходимо усовершенствовать технологии и приёмы возделывания с.-х. культур и создать технические средства, параметры которых должны быть оптимизированы из условия выполнения требований агротехники с наименьшими затратами знергии.

Возможность минимализации самой энергоёмкой основной обработки почвы изучали с применением функции желательности Хяррингтона. Исследовали влияние вспашки с оборотом пласта и безотвальных рыхлений на урожайность культур и противопрози-онную стойкость почвы (табл. I). Путём экспертных оценок про-ранжировали я-ые элементы обработок почвы, определили относительные значения их весов ¿л и вычислили желательности обработок Б по формуле

Шкала базовых отметок желательности выполнения обработок почвы имеет виц: 0...0.37 -желательность отрицательная, О,37...О,63 - незначительная и 0,63...1,0 - благоприятная.

Сопоставление желательности обработок с базовыми отметками на шкале показало следующее.

Ма противозрозионной стойкости почвы вспашка сказывается отрицательно (0<С<0,37), а влияние безотвальных рыхлений на этот показатель незначительное (0,37<D<0<63). Это ещё раз поцтйерждаот разрушающее влияние вспашки на состояния почвы и применение вспашки по возможности надо ограничивать.

С другой стороны, безотвальные рыхления не обеспечивают надлежащей продуктивности пропашных культур (0<В<0,37). Поэтому основой технологии возделывания пропашных является

1нЁ

вправления со-Бвряанствования технологий воз-Евлыаанкя культур на основе иктшальншс обработок

Проблемы со-Iвершенствосашя 1 технологий

ВОЗДЕЛЫВАНИЙ КУЛЬТУР В РАЙОНАХ ДЕЙСТВИЯ

В0Д10Й ЭРОЗИИ , ----.

-П

I Минималкэацня деоорга-! низующих воздействий | на систем/ почва"

Применение приё-1 нов,оказывающих управляющее вли-1 кние на систему "почва"

Проблеш совершенствования | почвообрэйаты-'ваищэй м посевной техники

Оптимизация параметров ЫГА при условии выполнения требований агротехники с наименьшими затратами энергии

Ркс. 2. Схема совершенствования технологий и технических средств для возделывания сельскохозяйственных культур в районах-действия водной эрозии.

Тз-блиса I.

. ВЯИЯЬЖ ОБРАБОТОК ПСЧВЫ НА ЖЕЛАТЕЛЬНОСТЬ ИХ ВЬШШЕНИЯ

Вспашка > оборотом пласта Безотвальные рыхления

П о к а а а т е л и ПрОТИЕОЗрО- зионная Продуктивность культур Противоэро-зионная Продуктивно зть культур

стойкость пропашных стойкость

почвы зерновых почвы пропашных зерновых

I. слементы обработок почвы

1.1. Заделка стерни 0,7 0,5 0,8 0,2 0,4

предшественника 0,1

1.2. Уничтожение

сорняков / 0,3 0,7 0,5 0,6 0,1 0,4

1.3. Равномерное распределение в почве ор-

ганических и мине- 0,4 ' 0,8 0,4

ральных удобрений 0,5 0,4 0,4

1.4. Минерализация гумуса

для регулирования пи- 0,7 0,7 0,4 0,5

щевого режима растений 0,4 0,6

1.5. Рыхление уплотнённой почвы * х 0,2 0,8 0,8 0,4 0,4 0,7

1.6. Заделка семян 0,-5 0,8 0,7 0,5 0,7

и удобрений 0,4

1.7. Сохранение и 0,7 0,3

накопление влаги 0,3 0,7 0,8 0,8

2. Желательность обработок

почвы, I) 0,3 0,7 0,6 0,5 0,3

отвальная вспашка (0,63-^ Г 1,0), которая решает проблемы разуплотнения пласта и качественной заделки органических и минеральных удобрений.

Согласно направлений совершенствования технологий (рис.-2), возможность минимализации дезорганизующих воздействий при возделывании пропашных культур заключается в выполнении за. один проход агротехнически совместимых с посевом приемов предпосевной культивации к внесении (при необходимое-, ти) почвенных гербицидов (табл. 2). Совмещение приёмов позволяет рыхление проводить полосами в защитной зоне рядка, а гербициды вносить экономным ленточным способом.

Зерновке культуры лучше пропашных приспособлены к минимальным обработкам. Вспашка с оборотом пласта и безотвальные рыхления оказывают примерно одинаковое незначительное влияние на их продуктивность (табл. I, 0,37 < V 0,63). Для повышения эффективности минимализации дезорганизующих воздействий способы возделывания зерновых культур дифференцируются з зависимости. от засорённости почвы, плотности сложения и обеспеченности минеральным питанием. Вариантам сочетания приведенных факторов отвечают комплексы обработок почвы и посева минимально энергоёмкие и необходимые для трансформации реальных параметров почвы в оптимальные (табл. 2).

Взаимосвязь факторов,позволяет сократить количество вариантов почвенных условий при возделывании озимых зерновых культур. Так, локальное внутрипочвенное внесение удобрений ниже уровня семян невозможно осуществить без рыхления пласта на" глубину 0,10...0,12 м. Поэтому исходные требования на средства механизации приёмов по вариантам 2.2 и 2.4 формиру- " ются независимо от фактора плотности сложения почвы.

Аналогично взаимосвязаны Факторы рыхления уплотнённого пласта и уничтожения вегетирующих сорняков, что позволяет формировать исходные требования на средства механизации приемов по варианту 2.3 независимо от факторов засорённости и плотности сложения почвы.

Агротехника вбзделывания яровых зерновых и зернобобовых культур предусматривает осенний комплекс мероприятий по разуплотнению почвы и уничтожению сорняков. Поэтом} исходные требования на средства механизации дл^ их возделывания Фор-

Таблица 2.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОСНОВНЫЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 3 РАЙОНАХ ДЕЙСТВИЯ ВОДНОЙ ЬРОЗИИ

---->,-- Минимализация дезорганизующих воздействий на почву Управляю-г

варианта Возделываемые культуры Характеристика почвы Уменьшение глубины и площади обрабатываемой поверхности поля Снижение техногенного оазру-шзния почвы -исключение воздействий на почву: Совмещение технологических приёмов щие приемы (поделка щелей с ненарушенными стенками)

I 2 3 4 5 6 7

I.

2.

2.1.

Пропашные Крутизна скло-(сахашая на не более свёкла) 3 град.

Озимые зерновые

Слабо.засорённая, удобренная, оптимальной плотности сложения

Предпосевная культивация почвы полосами шириной 0,22 м через 0,23 и

Формировали-! в необработанной почве бороздок на глубину заделки семян

ходовых систем агрегатов на предпосевной культивации и внесении гербицидов;

Посев+полосная предпосевная куль-тивация+лекточное внесение гербицидов (при необходимости)

Щелеваяне зяби

ходовых систем и рабочих органов агрегатов на основной обработке почвы и предпосевной куль-тизации;

Прямой посев

Щэлевание осенью посезоз

Слабо засорённая, неудобренная (независимо от фактора плотности сложения)

Удобренная (независимо от •Ъакторов засорённости

№ плотности

сложения)

Засорённая,

неудобренная

(независимо

от фактора

плотности

сложения)

Рыхление почвы полосами шириной О,08...0.10 м через 0,05... 0,07 м, глубиной 0,12 м

Подрезание пласта на глубину 0,10...0,12

Подрезание пласта

на глубину 0,10___

0,12 м, поедпосев-ная культивация полосами шириной 0,08...0,10 м чеоз 0,05. ..0,07 м, глубиной 0,Í0...О,12

Продолжение табл. 2.

Посев+предпосевная куль тивация+локал ь-ное внутрипочвенное внесение основной догу минеральных удобрений"

Целевание осенью -посевов

ходовых систем и рабочих органов агрегата на основной обработке почвы, ходовых систем агрегатов на внесении удобрений и предпосевной культетании;

ходовых систем и Носев+предпосевная Щелевание рабочих органов аг- культивация осенью регата на* предпосев- " посевов ной культивации;

ходовых систем к Посев+прецпосевкая Целевание

рабочих органов аг- культивация+лохаль- осенью

регата на предпосев- ное внутрипочвенное посевов

но? культивации, внесение основной

ходовых систем arpe- дозы минеральных

гата на внесении удобрений

удобрений;

3.1.

Яровые зерновые и зернобобовые

3.2.

Независимо от Факторов засорённости и плотности сложения

Неудобренная

Удобренная

Предпосевная культивация почвы полосами шириной 0,08...0.10 м через 0,05...О,07 м, глубиной 0,10...0,12 м

Предпосевная культивация почвы полосами шириной 0,08...0.10 м через 0,05...0,07 м, глубиной О,10...О,12 м

Продолжение табл. 2.

ходовых систем и рабочих органов агрегатов на внесении удобрений и предпосевной культивации;

ходовых систем и рабочих органов агрегата на ггоедпосевной культивации. •

Посев+лредпосез- ¡Пеленал культиваиия+ вание локальное внутри- зяби почвенное внесение основной дозы минеральных удобрений

Посев+предпосев- Щеле-ная культивация вание зяби

мируются независимо от Факторов засорённости и плотности сложения почвы.

Накопление продуктивной влаги и предотвращение эрозии от талого и ливневого стока достигается осенним щелеванием зяби, посевов озимых и многолетних трав. Для усиления управляющего воздействия щели должны быть с ненарушенными стенками глубиной более среднего многолетнего промерзания почв в зоне применения.

Новые приёмы обработок почвы и посева являются составляющими технологий возделывания культур в районах действия водной эрозии, комплексную механизацию которых невозможно выполнить применением лишь освоенных производством технических средств (табл. 3). Необходимо разработать недостающие орудия комплекса а полной мере отвечающие направлениям минимализацйи обработок почвы (рис. 2).

При этом требуется решение следующих проблем инженерного характера:

- с уменьшением глубины обработок ухудшается стабильность её выдерживания рабочими органами секционных культиваторов-плоскорезов;

- следствием уменьшения глубины и площади обрабатываемой поверхности поля является снижение загрузки энергосредств и необходимость увеличения ширины захвата орудий, что предполагает решение задач их транспортировки, обеспечения копирующей способности и устойчивости хода рабочих органов по глубине;

- наличие пожнивных остатков на поверхности необработанного или минимально обработанного поля при совмещении приёмов усложняет подготовку почвы за один проход к посеву и заделку" в Неё семян;

- совмещение приёмов при возделывании культур предопределяет необходимость создания комбинированных орудий.

Наиболее остро перечисленные проблемы стоят при обработке средних и тяжёлых почв, которые отличает высокое удельное сопротивление, непродолжительное время спелого состояния и повышенная липкость при переувлажнении.

Таблица 3.

ПРИЁМЫ И ОРУДИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОСЕВА . ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ С.-Х. КУЛЬТУР В РАЙОНАХ ДЕЙСТВИЯ ВОДНОЙ

№ пп

ТГ 2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Орудия для механизации приёмов

Перечень приёмов

Формирование на поле мульчирующего слоя 0,05...0,06 м после уборки предшественника Лущильник

Формирование мульчирующего слоя 0,04...О,Об м ранней весной на зяби обработанной:

- с оставлением стерни

- с заделкой стерни

Вспатка почвы на глубину О,28...О,30м с заделкой органических и минеральных удобрений

Подрезание сорняков и рыхление почвы на глубину 0,10... 0,12 м

Поделка на зяби, посевах озимых и многолетних трав противозрозионных щелей с ненарушенными стенками

Посев зерновых культур в необработанную почву

Совмещение с посевом зерновых культур предпосевной культивации

Совмещение приемов полосного рыхления почвы на глубину 0,10...О,12 м, Фиксированного размещения на плотном ложе семян зерновых культур и локального внесения на 0,03...О,05 м ниже их уровня основной дозы минеральных удобрений

Совмещение с посевом пропашных культур предпосевной полосной культивации защитной зоны рядка и.ленточного внесения в неё гербицидов (при необходимости)

Междурядные обработки Пропэ.шнОй пропашных культур _культиватор

Состояние с производством орудий

Сери^н"''

Игольчатая борона Серийная Зубовая борона Серийная

Отвальный плуг Серийный

Секционный культиватор-плоскорез улучшенной

заглубляемости Новый

Щелеватель Новый

Сеялка прямого посева зерновых культур Новая

Стерневая сеялка с незалипаюшими лаповыми сошниками разбросного посева. Новая

Комбинированное орудие для прямого посева зерновых1культур с внесением основной дозы минеральных удобрении Ново"

Комбинированное орудие для совмещения предпосевной культивации с посевом пря-пашных культур Ноко-

Сеоийин!»

3, Исследование процессов воздействия на почву рабочих органов орудий и ИГА

Для разработки новых конструкций технических средств исследовали особенности механики разрушения пласта при выполнении минимальных обработок. С уменьшением глубины и площади обрабатываемой поверхности поля повышается производительность выполнения обработок, одним из основных факторов которой является 'рабочая скорость ип. Взаимосвязь её с коэффициентом деформации почвы клином К установили, применяя реологи-v^ocкyю модель Хоэнемз'ера-Прагера,

К -К0 + К„, Н/м2 ;

где К , - статическая и динамическая составляющие коэффициента деформации почвы, Н/м2,

К * ЕХ81и6С06* ;

0 к к ; бсов ^ К, - (Е0 - Е^ьЫр С05Г ¿(ип) ;

Т<> (п к ^ ,и"Т|> ?[ т , ^ Л ~ ^

~х7" I ' -'Т + ^Н1 - е*р<-ч}« 1(7'

гд(; Тр - время релаксации почвы, с;

X, - средний размер в поперечнике комков обработанной почвы, м;

Жк - безразмерный коэффициент, определяемый физико-механическими свойствами почвы и геометрическими параметрами клина;

/3. Ф* - углы резания почвы и трения её о поверхность клина, град.;

Е - модуль упругости, определяющий связь между напряжением и мгновенной деформацией в начальный момент времени, Н/м2;

Е - модуль упругости, определяющий связь между напряжением и конечной стабилизированной деформацией, Н/м*.

С ошибкой менее 5 % уравнение тягового сопротивления чина аппроксимируется упрощённой зависимостью . - со£2(/+5'') Ек. Е0- Ек Рг -£в с09у. (Г + % ~ЩГ~)' н = (2)

где - сопротивление трения, Н;

о., 6 - толщина и ширина обрабать' гемого пласта, м;

Сг - коэффициент релаксации, м/с.

По экспериментальным данным для почвообрабатывающих рабочих органов определена доля скоростной составляющей в общем балансе энергоёмкости. При 0П = 3,14...3,62 м/с она достигает 31,8...66,9 %, что свидетельствует о существенной роли Фактора скорости при оптимизации параметров орудий для обработки почвы.

По известным же данным скоростная составляющая тягового сопротивления рабочих органов невелика. Величина её устанавливается до2-0% от общего тягового сопротивления орудия. Поэтому применение полученных уравнений позволит значительно повысить точность расчётов при проектировании почвообрабатывающих срудий.

Специфическим случаем воздействия клина на почву является Фрезерование стерневых фонов, когда ножи перемещаются сверху вниз и до внедрения в почву перерезают стебли пожнивных остатков. Для перерезания стеблей необходим противоречащий подпор со стороны почвы, величина которого определяется сопротивлением внедрения лезвий в почву. При недостаточном подпоре стебли зависают на ножах и протаскиваются ими через необработанный монолит, отчего орудие внглубляется и нарушается технология фрезерования.

Противорежущий подпор возрастает пропорционально скорости лезвий за счёт скоростной составляющей сопротивления их. внедрения в почву. Но при этом возрастают и энергозатраты Фрезерования. Поэтому скорость лезвий должна быть достаточной для обеспечения необходимого противоречащего подпора перерезаемым стеблям и одновременно величина её ограничивается условием минималиэации энергоёмкости фрезерования.

В результате исследования динамики ножеА выведено уравнение для определения их оптимальной скорости

„ 0,966^ Р(йс)шах(ас+6п) . и0> Спас1ёп(ы|а0/ёп1 - I) + ас! • м/с ;

где ^ - угол скольжения лезвия, град.;

РСД^^ах ~ усилие перерезания стеблей, Н;

Си, §п - коэффициенты статического сопротивления внедрению ножа в стебли и почву, Н/м ;

С - коэффициент динамического сопротивления внедрению ножа в почву; Н-с/м .

По формуле (3) определена окружная скорость ножей почвообрабатывающей фрезы 1>0 при обработке задернелого болотного и стерневого старопахотного фонов. Величина её для болотных почв составила 6,5 и для старопахотных - 5,0 м/с, что по существу совпало с эмпирическими данными полученными ранее Да-линым А.Д. В эксперименте у фрезы, ножи которой осуществляли резание почвы с расчётным значением ио, установлен минимальный расход энергии на единицу объёма фрезерованной почвы.

Полученные результаты позволили предложить усовершенствованную методику выбора параметров почвообрабатывающей фреза, согласно которой при проектировании орудия величина скорости ножей должна быть задана наряду с максимальной подачей на нож, глубиной рыхления, радиусом фрезы, высотой гребешков на дне борозды и количеством ножей на диске.

Для выбора составов МТА обоснован^критерий интенсивности механического воздействия на почву , определяемый отношением суммы работы энергосредств на выполнение к приёмов по возделыванию культуры к в.еличиче обтекта воздействия' (площади обработанного поля, объёму переработанной почвы, длине нарезаемых щелей и др.). Применительно к агрегату с комбинированным орудием, включающим активно-пассивные рабочие органы, найдём

- ^ 1/4- Д*/"2; (4)

где IV; - основная производительность выполнения 1-го приёма, мг/с;

■V , ,6- номинальная мощность (Вт) и коэффициент загрузки двигателя трактора;

М { , мощность на привод почвообрабатывающей

Фрезы и вспомогательных механизмов, Вт;

I • , ? I- к.п.д. трансмиссии и механической передачи от двигателя к фрезе.

Интенсивность механического воздействия на почву агрегатов включает составляющие: технологически полезную, затраченную на рыхление .почвы, и вредную 3 , обусловленную уплотнением и перетиранием почвы движителями энергосредств.

Технологически полезная составляющая определяется по зависимости ' Л

где крюковая мощность трактора, Вт.

Величина вредной составляющей находится по разности

iagL=¿.\ -hnL, ;WM2 . iTÍ Bt im L t-f nL

Исследованы í.íTA с гусеничными и колёсными тракторами и установлено, что применение гусеничных тракторов в агрегатах с тяговыми почвообрабатывающими орудиями обеспечивает снижение в 1,6 раза механической нагрузки ходовых систем на почву по сравнению с колёсными тракторами. При работе почвообрабатывающих фрез воздействие на необработанный Фон-ходовых систем тракторов мало зависит от типа движителей и агрегатиро-вать Фрезы почти с равной эффективностью можно как гусеничными, так и колёсными тракторами. Энергозатраты на уплотнение и распыление почвы ходовыми системами с применением фрез снижаются в 1,73...2,22 рала, что подтверждает их предпочтительность для обработки почвы в системе почвозащитного земледелия.

Оптимизационная математическая модель ИГА по скорости Un и ширине захвата орудия В из условия минимальной интенсивности механического воздействия на почву míi¿ имеет вид

ЭДс/ЗВе d%i

(5)

^ + flGl) - Вт;

где тяговое сопротивление орудия,"Н;

£tG¿- сопротивление передвижению трактора, Н;

5(. - коэффициент буксования движителей.

Оптимизационная математическая модель (5) позволяет выбирать параметру МТА обеспечивающие, наряду с высоким агротехническим качеством выполнения приёмов, щадящео механическое воздействие на почву.

4. Обоснованна параметров рабочих органов для почвозащитных технологий

Для разработки недостающих орудий почвозащитного комплекса изысканы конструкции и выполнены исследования ряда новых рабочих органов.

Фрезерные рабочие органы для почвозащитных обработок. С применением зависимости (2) выведены уравнения знергоёмко-сти фрезерования, в которых основной составляющей является энергия на измельчение почвы, пропорциональная, площади поверхности резания на единицу переработанного объёма.

Исследована интенсивность механического воздействия Фрез на горизонты пласта по глубине и установлено, что измельчение горизонтов усиливается с заглублением ножей. Характер же связности почвы обратный - за счёт корневой системы растений связность возрастает к поверхности пласта, т.е. повышенного измельчения требуют верхние горизонты. Из-за создавшегося противоречия заданное крошение пласта достигается при "злишнем измельчении его нижней части, что является при-

Для устранения этого нами предложено на дисках фрезы размещать с переменным угловым смещением друг отно-. сительно друга ступенчато разновеликие ножи радиусами 110 н Л,(рис. 3). Заглубление разновеликих ножей неодинаковое. При И0>Н(для иожей Е, оно, по крайней мере, на Ш0- И-,) меньше, чем цля ножей Е0. Поэтому верхние горизонты на глубину а обрабатывают ножи В0 и Я, с подачей на нож Б, а интенсивность измельчения нижних горизонтов глубиной (И.-а) щадящая. Их обрабатУвают только ножи Я0 с подачей 2Б (увеличенной в 2 раза). У фрез с тремя и более односторонними ножами на дисках (2^3) возможно выполнение л ступеней по условия к & I.

чиной повышенных энергозатрат.

Рис. 3. Схема фреза с разновеликими ножами.

Показано, что одинаковая интенсивность механического воздействия разновеликих ножей на верхние горизонты обеспечивается при равенстве подач на них. Исходя их этого, выведен»-уравнение для определения соотношения * Й^/К ,• где В{-1-ый размер радиуса нота к.-ступенчатой Фрезы,

2<£ , 5'ш!РО»

*оАК -а^-^-агс^ - 0 ; (6*.

где Ас.( = /и?,- -;

Л0 =а)Н0/ип ;

(Л - угловая скорость фрезы, с-' ;

а/,. угол-смещения по диску ножа {Ц относительно

, рад. (цифры индекса перед Я соответствуют очерёдности врезания ножей в почву, т.е. первым врезается нож затем ).

Оптимальное соотношение между радиусами разновеликих ножей зависит от их количества на диске, глубины обработки и кинематического режима и находится в диапазоне 0,50...0,95.

Сравнительные испытания показали, что у фрезы с разновеликими ножами при одинаковых с базовой качественных показателях работы энергоёмкость на 13,0...17,3 % чиже.

Управление заглубляемостью секционного культиватора-плоскореза. Рассмотрим боковую секцию плоскореза, сопряжённую со средней шарнирами 0 и I (рис. 4) и опирающуюся опорным колесом о почву. Из активных сил в координатах 73Ъ на секцию действует сила тяжести 22 и сопротивление почвы"обработке Н^. Сила тяжести приложена в центре масс 2 секции, а сила Еп - к центру сопротивления 4, условно представленному, одним рабочим органом. Вектор наклонён к горизонту под углом ¡р .

При обработке на малую глубину твёрдой почвы заглубляющая нагрузка на лапы меньше усилия на. их затылках и угол ^ принимает отрицательные значения, что является причиной нарушения стабильности заглубления, прежде всего, боковых секций широкозахватных культиваторов-плоскорезов.

Под действием активных сил в шарнирах 0 и I возникают реакции Х0, У , Ъ0 и X, , У, , 2,. В зоне контакта опорного колеса

Рис. 4. Боковая секция культиватора-плоскореза.

с по^чой (точка 3) действует вертикальная реакция гд и горизонтальная Х3 =£23, где £- коэффициент сопротивления перекатыванию колеса по почве. Устойчивому заглублению рабочих органов боковой секции соответствует положительная реакция 5?3.

Величину 2Э определяли из условия равновесия моментов сил относительно оси X

% - О, н

м;

(7)

где

К \

вертикальные и поперечные составляю сил действующих на боковую секцию,

зие

2,» У; - проекции на оси И и 7 плеч приложения с сил, м;

С - точки приложения сил. Выглубляет брковую секцию момент от силы при отрицательном угле $ . Среди активных сил превалирует составляющая Но она параллельна оси вращения секции и не создаёт момента, оказывающего влияние на. заглубляемость рабочих органов. Создаётся предпосылка повышения заглубляемости секции нарушением параллельности оси вращения и вектора X* таким образом, чтобы момент от действия "X* имел требуемые величину

= [0 Л]

(8)

и заглубляющее направление.

С осью вращения боковой секции связали подвижную систему координат ХУ2. Положение её относительно "ХУ2 определяется углами 0 и образуемыми линией узлов ОБ, соответственно, в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Исходные сила и координаты точек их приложения преобразовали по матричному соотношению

X, 5]

Ж . У1'

-£{Н@ СОЗ$ О

_б1»1!?М8 0 -51аУб1лв cosf Систему уравнений (7) и (8) решали относительно Ж , подбирая параметры 8 и у , удовлетворяющие условию

Для оценки устойчивости работы всего орудия, помимо величины 1? , необходимо располагать информацией о характере воздействия боковых секций на среднюю. Заглубляемость её определяется величиной и направлением момента реакций И0 и*,,!, относительно мгновенного центра вращения орудия, образуемого в продольно-вертикальной плоскости точкой пересечения прямых, совпадающих с проекциями верхней и нижних тяг навесной системы трактора. Величину определяли по зависимости .

где[0,;р]

М,

х025 + X, (2,+Щ) Ж5), н.м;

где х5 и Е5- координаты мгновенного центра вращения в системе м.

Реакции н шарнирах 0 и I, а также координаты точки I, находили путём обратных матричных преобразований соотношения (8) по исходным данным, полученным из шести уравнений равновесия боковой секции в координатах ХУ2.

Расчёты на ЭВМ показал^, что эффект от поворота осей вращения боковых секций в горизонтальной и вертикальной плоскостях примерно одинаков. Однако конструктивно проще й удобнее в эксплуатации выполнение поворота в горизонтальной плоскости.

Заглубляемость боковых секций улучшаетсА за счёт ослаб-

ления таковой для средней. Чтобы это не сказалось отрицательно на качество работы орудия, заглубляемость последней при необходимости повышают увеличением расстояния между осью подвеса орудия и поверхностью поля.

Поворот осей вращения позволяет перераспределять заглубляемость между секциями, что помимо стабилизации заглубления лап, снижает тяговое усилие на перекатывание опорных колёс и уменьшает знергоёмкость обработки почвы. Устойчивое заглубление на 0,10...0,12 м секционных культиваторов-плоскорезов захватом 5...9 м достигается наклоном осей вращения боковых секций в горизонтальной плоскости на 10...12°. Оптимальная величина этого угла для других секционных орудий определяется расчётом соответствующей математической модели.

Комбинированные рабочие органы для поделки глубоких про-тивоэрозионных щелей с ненарушенными стенками. Верхнюю часть щели формирует узкая фреза с приводом от ВОМ трактора. По следу фрезы перемещается" щелерез и углубляет щель. Отделяя мелкие почвенные стружки, фреза не скалывает боковые стенки и не травмирует растения при нарезании щелей на посевах культур.

Для оптимизации параметров схему конструкции условно расчленили на два элемента - фрезу и щелерез, каждый из которых в отдельности достаточно изучен. При известной глубине щели Н объединяющими режимами для обоих элементов являются рабочая спорость ип и глубина хода фрезы к.

Задача оптимизации состоит в определении ип и к., удовлетворяющих минимальным удельным затратам энергии 3 нарезания погонного метра щели требуемых параметров. Значение 3 устанавливали по уравнению (4), оптимизацию выполняли по системе уравнений (5). Входпцмо в оптимизационную модель взаимосвязи режимов .работы агрегата с мощностью Фрезерования Л"^, тяговым усилием рабочих органов Р ^ и буксованием движителей представили уравнениями:

ипК(103,3-2,08ио-77,5ип+142,211+-7,17ипио), кВт;

Рт1= 39,4(Н - К)1'16, кН; Ь^О^Ж^/й ;

где ио - окружная скорость ножей Фрезы, м/с.

Л«5

л .у

о,1з

0,13 М,м

-чие.

5..Зависимость оптимизируемых параметров щелевателя от глубины нарезаемой щели.

Характер взаимосвязи параметров ип и к с глубиной щели Н к/н показан на рис. 5, из которого в,п видно, что с увеличением Н по вогнутой кривой уменьшается скорость перемещения агрегата ип. При отом по выпуклой кривой возрастает К/Н - доля Фрезерованной щели-в общем заглублении, что свидетельствует об опережающем нарастании энергозатрат на протаскивание щелереза в сравнении с энергозатратами на фрезерование

Минимальной энергоёмкости целевания на глубину 0,8 м соответствует рабочая скорость 1,72 м/с и заглубление фреон 0,384 м.

Рабочие органы для посева в необработанна почву зерновых культур выполнены в виде плоских разрезающих дисков и установленных по их следу двухдисковых соеников. Нами предложено разрезающие диски подтормаживать опорккмя колёсами орудия, вследствие чего они осуществляю? скользящее резание почвы и растительных включений. Кинематически!? режим X проскальзывающего диска (отношение окружной скорости к поступательной) устанавливается по условию

В результате теоретических исследований получена система уравнений заглубления (1 диска радиусом И,

а+0,583^й(Л-1)[1-ехр(6^в)] <40511$-сов?)-0 ;

? -[вхр^Нб^М /{81«ф(^в)-1]}

=агссо$(1 - К/Я) ; Ь - -0,0111/01-1);

где й - вертикальная нагрузка на диск, Н; с^- удельное (на единицу длины периметра)

(9)

сопротивление почзы внедрении диска при отсутствии скольженпл, Н/н.

Достоверность аналитической модели оценивали на посеве зерновых культур по стерне озимой пшеницы убранной на зелёный корм. При Я « 0,175 м, ^¡Р = 0,35 и с),0 * 4,6 кН/м исследуемый процесс адекватно описывается уравнением регрессии

К - (23,36-3,5«,+9,48Х2).Ю"3, м ;

где X, « 9,35А -3,46, 1= 0,24. ..0,5 ;

Х2 »253 -4,5, О « 0,14...0,22 пН.

Расхождение ме*щу экспериментальными ,и теоретическими данники составляет 4,9...6,6 % при А = 0,24...0,37 и 19 % -с увеличением А до 0,5 (рис. 6).

При нагрузке на диск О «= 0,22 кН и кинематическом режиме А= 1,0 глубина заделки семян была менее 0,01 м. С уменьшением А до 0,24 и неизменном й значение к возросло до 0,04 м. Для заделки семян на 0,04 м сошником с кинематическим режимом разрезающего диска 1,0 необходика вертикальная нагрузка 0,4.. ...0,5 кН. Та же глубина при А - 0,24 достигается вертикальной нагрузкой меньшей в 1,8... 1,9 раза. При А< 0,24 наблюдали сгруживание почвы разрезающим диском, что влекло рост энергоёмкости и ухудшение качества нарезки посевных бороздок.

. Вследствие подтормаживания разрезающих дисков, на опорных колёсах возникает реактивное подгачкиваюцее усилие и в диапазона изменения А от 1,0 до 0,24 тяговое сопротивление дисков понижается в 1,68...2,26 раза.

шк>№9 сотники для разбросного посева зерновых культур. Причиной залипания сошников является зона

— теоретически

--- по уравнению

регрессии

Ркс. 6. Зависимость глубины заделки семян сонником от вертикального усилия и кинематического режима разрезающего, диска.

00, 0г подлинного пространства (рис. 7), которая образуется при заглублении, если

6Л< ?л = агсЦ(ив/ип), град.; (10)

гдо £ , ^ л - углы наклона к горизонту опорной плоскости лапы и вектора её абсолютной скорости, град.;

К , и - вертикальная и горизонтальная составляющие абсолютной скорости, м/с.

..„„///лу/Ш.

Рис. 7. Лаповый сошник зерновой сеялки : (зона залипания почвой подлапно-го пространства заштрихована).

Для режимов работы сеялки V = 1,6 и 3 0,188 м/с эалкпяниэ почвой устраняется при £л > 6,7 град.

На неровной поверхности лаповые сОиншш могут залипать эсладствио угловых колебаний рамы двухопорной сеялки под действием микронеровностей поля, когда прп недостаточной величине выполняется неравенство (10). Результатами ::сследоваН1 1 колебаний сеялки с Я-с сорликами под действием иккронвровнос-•гзЯ полей обссповоно соотношениа для определения из условия не превышения 1/11,, забиваний в сиену

бл - 01,03^[1 - г(В0)] 1п.<асипТсм), град.; (И)

гдеВг- дисперсия неро^остай рельефа, и ;

Вс - база сеялки, и;

КВ.) - гчачение аз то корреляционно Л фуккцгт рзльефа при разности аргументов рапной В.г

при разности аргументов раг

с.

31

Т - сменное время работы агрегата, с.

Расчётами по уравнению (II) получено «■ 7° при В0 « 2,0...2,5 м. Увеличение Вс>2,5 м незначительно уменьшает £>л, но увеличивает габариты орудия, что негативно сказывается на его эксплуатационных качествах.

Причиной залипания лаповых сошников могут быть кратковременные единичные выбросы рельефа поля, удовлетворяющие неравенству (10). Залипание от действия этих выбросов можно предотвратить значительным увеличением <£д, что отрицательно скажется на качестве заделки семян по глубине. Поэтому нами предложены конструкции лаповых сошников способные самоочищаться от налипшей почвы.

Для посева ранних зерновых культур создан незалипающий лаловый сошник с принудительным вибрированием размещённого б подлапном пространстве распределителя семян. Установлено, что распределитель самоочищ-ется от налипшей почвы при частоте вынужденных колебаний_'

1-/(1^)1/Ап, с"'; , (12)

где Ап - амплитуда вынужденных колебаний, м;

^ - плотность (кг/ма) и липкость (Н/м2-) почвы; £ - средняя толщина налипшей почвы, м; 9- - ускорение свободного падения, м/с1.

Определённое по выражению (12) значение Шр обеспечивает незалипание сошника в средних условиях эксплуатации. Однако в период посевной кампании бывают отклонения от среднего влажности и липкости почвы. Предотвращение залипания при единичном ухудшении условий эксплуатации достигается размещением между вибратором и распределителем упругого элемента, который позволяет использовать для самоочищения явление резонанса. При налипании на распределитель массой ^р частиц почвы массой дтп возбуждаются его колебания близкие к резонансным, если жёсткость упругого элемента удовлетворяет равенству

"К ♦«■■>•">"' <13'

где а6 - коэффициент демпфирования, Н/(м/с).

Для сошника с лапой СЗС-2,1 расчитанные по выражениям

(12) и-(13) частота вынужденных колебаний и жёсткость упругого нлемента составили, соответственно, со = 19. ..20 Гц, С » 6,2;..7,0 кН/м.

На посеве поздних яровых и озимых, когда почва менее влажная и липкость ее незначительная, предложена упрощённая конструкция незелипающего лапового соиника с распределителем подвешенным на эластичной пластине шириной бп и толщиной <5П на расстоянии Ln меязду центром масс и точкой подвеса. Распределитель в рабочем положении опирается-о дно борозды ' и под действЕ:ем его микронеровностей совершает автоколебания. Параметры конструкции взаимосвязаны соотношением

- i

р

где Е - модуль упругости эластичной пластины, Н/м ;

X - расстояние от дна борозды до точки подвеса эластичной пластины, м.

Эксперимента!.!!! подтверждены теоретические предпосылки по эффективности новых конструкций лаповых сошннкоз. Разработана методика сравнительной оценки их на равномерность распределения семян по площади питания с использованием критерия Пирсона. Применением её у новых соззников в сравнении с базовыми установлена в 9...18 раз лучшая равномерность распределения семян при одинаковом качестве их заделки в почву.

6.. Разработка почвозащитного комплекса технических средств для механизации возделывания основных "уяьтур

Исследования по изысканию почвообрабатывающих и посевных рабочих органов и оптимизации.кх параметров положены в основу конструкций недостающих орудий комплекса технических средств для механизации возделывания с.-х. культур в районах действия водной эрозии. Выполнены научно-производственные испытания новых орудий и пс,;учекы следующие результаты.

На базе культиваторов-плоскорезов КПШ-5 я КП1Д-9 созданы иодернизирове"ные конструкции (условные марки КПШ-5М и НПШ-9М), отличающиеся от серийных наклоном s горизонтальной плоскости осей вращения боковых сеяцкй, соответственноs на

10 и 12°.

В производственных условиях культиватор-плоскорез КПШ-9М показал стабильное заглубление рабочих органов и, за счёт этого, повышение на II...14 % производительности плоскорезной обработки почвы в сравнении с КПШ-9. По качеству крошения почвы и сохранности стерни модернизированное орудие превзошло серийное, соответственно, на 6,5 и 12,0 %, ' Создан щелеватель роторный ЩР-1 к энергонасыщенным тракторам класса 3 тс. Орудие нарезает одну щель шириной 0,04.. ...0,05 м и глубиной 0,90...О,95 м. Верхняя часть щели высотой 0,35 м свободная. Ниже этого уровня щель заполняется водопроницаемой пористой массой из комочков почвы.

Научно-производственную оценку ЩР-1 выполняли на склоне 3...50 северной экспозиции. Базой для сравнения принимали щелеватель ЩН-2-140. Щелеванле выполняли поперёк склона, нарезал щели глубиной 0,80...0,85 м на расстоянии 30 м друг от друга. Базовым орудием почву щелевали на глубину 0,40... 0,42 м с расстоянием между проходами 3 м. С поступлением талого стока определяли чодопоглощащую способность участков обработанных сравниваемыми орудиями.

Анализ полученных данных показал, что по водопоглодающей способности щель нарезанная ЩР-1 в 6,75 раза превышает две щели от прохода ЩН-2-140. Исходя из расчётов, полков зарегулирование талого стока достигается при расстоянии 5,3 м между проходами нового щелевателя. Для получения эквивалентных результатов по базовому орудию, расстояние между его проходами не должно превышать 0,8 м, что сопряжено со значительной интенсивностью механического воздействия на почву.

Разработана сеялка прямого посева СЗПП-3,6 захватом 3,6 метра, массой 2400 кГ с шириной междурядий 0,15 м. Научно-производственные испытания её выполнены на Центрально-Черно-зёмной КИС в сравнении с серийной сеялкой СЗПП-4.

По данным испытаний полевая всхожесть семян при использовании СЗПП-3,6 на 2,3...10,9 % выше. Примерно одинаковое заглубление сошников при равных рабочих скоростях достигнуто новой сеялкой с удельной массой в 1,5 раза меньшей, чем у базовой- Удельное тяговое сопротивление СЗПП-3,6 в 1,89, а удельные энергозатраты в 1,63 раза ниже, чем у СЗПП-4. Эко-34

номия топлива с применением новой оеялки составила 28,9 %.

Новые незалипающие лаповые сошники устанавливали на сеялку СЗС-2,1 и выполняли посев зерновых культур на по"чах повышенной влажности. Установили, что подпочвенно-разбросной посев стерневой сеялкой с незалипакцими сошниками (условная марка СЗС-2,1Н) улучшает размещение семян по площади питания, повышает надёжность выполнения технологического процесса и обеспечивает устойчивую прибавку урожайности зерна 0,34... 0,49 т/га (10...14 %).

Создано комбинированное орудие КО-3,6 для прямого посева зерновых культур с внесением основной дозы минеральных удобрений. Оно включает соединённые последовательно почвооб-рабатывающе-удобрительный и посевной модули (рис. 8). Ширина

захвата орудия 3,6 м, ширина мещдурддий для растений 0,075, для удобрений 0,15 м. Ширина необработанного межполосного пространства 0,05...0,07 м.

Почвообрабатывающе-удобрительный модуль содержит фрезерные секции I, бункер для удобрений 2, дозаторы удобрений 3 и туковые сонники 4. Фрезерные секции оснащены ножами с разновеликими стойками. Почйу они обрабатывают полосами шириной 0,08...0,10 м и глубиной 0,1 м. Туковые сошики вносят удобрения на дно образованных бороздок.

В качестве посевного модуля использована сеялка СЗП-3,6 в комплектации с прикатывающими катками. Днскоеыэ сошники 5 сеялки для рядкового посева заменена на узкоряднкэ сошики. Кавдый диск конического катка б прикатывает два рядка с мея-

Рис. 8. Комбинированное орудие для посева зерновых культур.

дурядьями 0,075 м.

Орудие К0-3,6 испытывали на склоне северной экспозиции крутизной 1...30. Исследуемые варианты включали прямой посев зерновых комбинированным орудием с внесением основной дозы минеральных удобрений и дополнение посева прополками сорняков гербицидами, а также сочетание поста комбинированным орудием с механическим уничтожением сорняков тяжёлой дисковой бороной. В новом и базовом вариантах семена яровых и озимых зерновых заделывали на глубину 0,04...0,05 м. Удобрения комбинированным орудием размещали на 0,04...О,Об м ниже уровня семян.

Установлено, что выполнение обработок перед посевом КО-3,6 увеличивает все виды затрат и не оказывает влияния на прибавку урожайности. При низкой исходной засорённости почвы зерновые культуры целесообразно высевать комбинированным орудием в необработанную-почву. Новая технология возделывания культур с использованием КО-3,6 позволила исключить I... 3 проходов по полю с.-х. агрегатов, снизить уплотняющее воздействие на почву ходовых систем, повысить эффективность использования минеральных удобрений и за счёт этого получить в среднем по вариантам применения прибавку урожайности зерна 0,35...0,63 т/га (10,2...19,3 %).

Комбинированное орудие для совмещения предпосевной культивации с посевом пропашных культур включает специально разработанное транспортное устройство (ТСУ), связывающее серийные культиватор и сеялку (рис. 9). Состоит ТСУ из прицепного мехаиизмй. I, переходного модуля 3 с передней рамкой автосцепки для крепления культиватора 2, навески с задней рамкой автосцепки для агрегатирования сеялки 5 и подвесного моста транспортных колёс с гицроцилиндрами подъёма 6. Для повышения манёвренности колёса 4 выполнены поворотными. Возмущающим импульсом поворота является угол, образуемый продольными осями трактора и ТСУ.

Агрегатируется орудие в полунавесном варианте тракторами Т-70С или ДТ-75М, оснащёнными гербицидным оборудованием П0М-630-1. Распылители гербицидов установлены перед рабочими органами культиватора 2 и настроены на ленточное внесение рабочей жидкости лишь в защитную зону рядка культуры. Рабо-

Ряс. 9. Комбинированное орудие для совмещения приёмов на посеве пропашных культур.

чие органы культиватора выполняв? полосную прадпосознуа хуль-тивацкэ зацитной зоны. В обработанные полосы сеялкой б сысе-гаются сакона культуры, рядки прикатываются.

ТСУ позволяет комплектовать три варианта посевных комби-нировангазх агрегатов для совмещения приёмов на посоге сахетой сэёкли п кукурузы (табл. 4). Вариант I предполагает преапосе-

Таблица 4.

ВАРИАНТЫ КОКБШИРОВАННЫХ ЛГРЕГАТОЗ, КОШИПЖЭДС ТСУ

Обозначение вариантав

Состав агрегатов

Т-7СС+ТСУ+КФ-5,4+СС'Г-12Б( В} +И0М-63СР1 Т-70С+УСМК-5/ь(В) +ТСУ+ССТ-12Б (В) +П0М-630-1 Т-70С+ТСУ+КРН-5,б+СУПН-в-й10М-б30-1

зную культивация поп сахарную свёклу фрзэернкм культиваторам л£>-5,4„ предназначенным для мвгдуряцныж обработок пзеоаоэ. . Это позволяя? за од»: проход полнить р.:еляояс?.?козйтый посевной слой, уничтожить проростки и всходы сорняков и с высоким качеством заделать гербщвды в почву.

Испытывали комбинированное орудие на посевах сахарной свёклы. Устэяоаили, что совмещение приёмов позволяет высвободить трактор, к тракториста, на 14. „«56 % повысить коэффициент использования мощности трактора, сократить на 40. „. 50 % расход .ербнцщов к на 18,5.„.30,9 % топлива. 3 сравнении с традиционной совмещённая с посевом предпосевная культивация орудием "5-5,4 обеспечивает на 6,6 % увеличение аг-

рономичестси ценных фракций меньших 10 мм, что способствует повышении на 4,6 % полевой всхожести семян. На вариантах совмещённых приёмов получена прибавка урожайности корнеплодов 2,9...3,1 т/га (7,2...II,6 %).

6. Эффективность возделывания основных культур с применением почвозащитного комплекса технических средств

Новые конструкции орудий в совокупности с существующими образуют завершённый комплекс технических средств для механизации интенсивных почвозащитных технологий возделывания культур в районах действия водной эрозии.

Новые орудия позволяют усовершенствовать технологии возделывания культур в направлении мипимализации дезорганизующих воздействий на почву и выполнения управляющих приёмов согласно табл. 2. Схема применения новых орудий в усовершенствованных технологиях представлена в табл. 5.

Б усовершенствованных технологиях не утрачено достоинство приёмов формирования защитного мульчирующего слоя на поверхности почвы после убопкм предшественника и ранней весной, позволяющих экономно расходовать влагу и провоцировать прорастание седан сорняков. В технологиях возделывания всех культур присутствует приём осеннего нарезания глубоких щелей с ненарушенными стенками, обладающих качественно новым эффектом водопоглощзния.

Под пропашные культуры основную обработку почвы выполняют отвальным плугом с катком. Агротехнически совместимые приёмы по предпосевной культивации, внесению гербицидов и noce- • ву пропашных выполняют за один проход агрегата с новым комбинированным орудием на базе ТСУ.

Наибольшее количество вариантов почвенных условий при возделывании озимых культур по непаровым предшественникам, когда за ограниченное время между уборкой предшественника и посевом культуры выполняют различное сочетание приёмов по уничтожению сорняков, ррслению почвы и заправке её требуемым количеством минерального питания растений.

Агротехника возделывания яровых зерновых и зернобобовых культур предполагает приёмы зяблевой безотвальной обработки почвы с наложением щелевания. Посев яровых на неудобренных

Таблица 5.

ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ОРУДИЙ ПОЧВОЗАЩИТНОГО КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ. ДНЯ МЕХАНИЗАЦИИ ОБРАБОТОК ПОЧВЫ И ПОСЕВА ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В РАЙСНАХ ДЕЙСТВИЯ ВСЩНОЙ ЭРОЗИИ

№ варианта Культуры Характеристика почвы Схема осуществления приёмов и технические средства

I - 2 3 • 4

I. Пропашыз (сахарная свёкла) Крутизна склона не более 3 град. Т-150+ЩР-1-«-д£ Г Т-70С+-ТСУ +КФ-5,4+ССТ-12Б( В) +П0М-630-1 —•< или V Т-*7 ОС+ТСУ -»У С!«К-5, 4Б (В) +ССТ-12Б (В)+П0М-630-I

2. гл. Озише зерновые Слабо засорённая, удобренная, оптимальной плотности сложения МГЗ-82-гСЗПП-3,6 — д! — Т-150К4ЩР-1

2.2. Слабо засорённая, неудобренная (незави-сиыо от фактора плотности сложения) Т-150К+К0-3.6 —~ — Т-150К-НЦР-1

2.3. Удобренная (независимо от факторов засорённое сти и плотности сложения) К-701ч-КПШ-£М Д4 -«— —ДО-75и+С2Р 01.000М-02+ЗСЗС-2,1Н — д^Т-150К+ЩР-1

ПРИМЕЧАНИЕ: &к - промежуток времени между приёмами,

I 2 3

2.4. Засорённая, неудобренная (независима от фактом плотности сложения)

3. Яровые з&рновые и зернобобовые Независимо от факторов засорённости к плотности сложения

3.1. Неудобренная

3.2. Удобренная

Продолжение табл. 5.

4

К-701+НПШ-9М—At — ■Т-150К+К0-3,б —д-t —«-Т-150К+ЩР-1

К-701+КПШ-9!У[-!—At -с-Т-150Г-ЫЦР-1 —At -~-T-I50+K0-3,6

■ K-70I+КПШ-9М á i —о-—T-I50K-tfiP-I-~ûi-^-75M+C3P Ol. DOOM-OS +3C3C-2, IH

почвах совмещают с локальным виутрипочвенным внесением минеральных удобрений орудием КО-3,6. На удобренных почвах культуру высевают сеялкой-культиватором СЗС-2,1Н„

Технологии возделывания культур с применением новых орудий оценивали по экономическим и энергетическим показателям в сравнении с базовыми, используемыми в районах действия водкой эрозии.

Наиболее энергоёмко и трудоемко производство сахарной свёклы. Общие энергозатраты на выполнение базового варианта технологии достигают 6268,9 1.Щ>х. С применением разработанного почвозащитного комплекса технических средств энергоемкость зоздельгаания культуры снижена в 1,22..Л,29 раза и получена прибавка урожайности корнеплодов 2,9...3,1 т/га.

Новые механизированные почвозащитные технологии возделывания озимых зернозых культур характеризуются экономией 10,6...50,3 % энергии, 18,7...47,9 % топлива, скитанием на 23,8...46,7 % механической нагрузки на почву м поаваением урожайности зерна на 0...0.56 т/га.

Использование более совершенных технологий орудий при возделывании яровых зерновых и зернобобовых культур обеспечивает прибавку их урожайности 0,40...0,49 т/га и энергетическую эффективность 29,7...81,2 %. При этом интенсивность механического воздействия на почву снижается на. 14,0.. .36,9%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В работе исследована проблема повышения устойчивости почвы против антропогенных воздействий, вызванных современными интенсивными технологиями возделывЕ.ч«я сельскохозяйственных культур. Обоснованы технологии, научнее основы формирования исходных требований на комплексы оруд!ГЙ для механизированного возделывания с.-х. культур а районах действия водной эрозии. Дифференцированно под конкретные культуры, с учётом засорённости, плотности сложения почвы ес содержания в ней минерального питания Для растений, обоснованы направления механизации обработок почвы и посева. Для построения завершённых пмплексов технических средствг отвечающих сформированным исходным требованиям, определён оптимальный состав МТА, выполнены изыскания и исследования по снижению

энергоёмкости почвозащитного фрезерования, улучшению устойчивости работ« на малой глубине секционных'культиваторов-плоскорезов, а также созданию комбинированных почвообраба-тыраглдо-посевных орудий и рабочих органов для нарезания про-тиЕОзрозионных щелей.

В результате выполненных исследований получены следующие выводы:

1. В районах действия водной эрозии устойчивость почвы против антропогенных и погодных воздействий мокно повысить двумя путями:

- минимализацией дезорганизующей механической нагрузки на почву (минимализацией обработок) за счёт совмещения агротехнических приёмов, уменьшения глубины и площади рыхления почвы;

- выполнением управляющих приёмов по улучшению водопогло-щаюцей способности почвы - нарезанием на зяби, посевах озимых и многолетних трав щелей с ненарушенными стенками, углубленных до горизонтов не промерзающих зимой.

2. Минимализация обработок при возделывании пропашных культур включает посев совмещённый с полосной предпосевной культивацией в зонэ рядков и, при повышенной засорённости почвы, внесением гербицидов в обработанные полосы лентой шириной 0,22...0,26 м.

3. Посев зерновых культур в неудобренную почву выполняется комбинированным орудием, которое совмещает приёмы полосного рыхления почвы на глубину 0,10...О,12 м, локального внутркпочвенного внесения на дно полос основной дозы минеральных удобрений, формирования на 0,03...О,05 м выше уровня удобрений уплотнённого ложа, раскладки на нём семян и их заделки. Ширина необработанного межполосного пространства

О,05...О,07 м, ширина междурядий для семян 0,075 м, для удобрений 0,15 м.

4. На фонах слабо засорённых, удобренных и оптимальной плотности сложения целесообразна заделка семян зерновых культур без предварительного рыхления почвы. Выполняется такой посев сеялкой с рабочими органами в виде двухдисковых сошни-

ков, установленных по следу разрезающих дисков, которые через кинематическую связь подтормаживаются опорными колёсами орудия и осуществляют скользящее резания почеы я растительных включений. Оптимальное значение кинематического режима разрезающего диска (соотношение между скоростями окружной периметра и поступательной) равно 0,24. Необходимое для заглубления проскальзывающего диска вертикальное усилие з 1,8...1,9 раза меньше, чем на свободно перекатывающийся. Вследствии подторма-кквания разрезающих дисков, на опорных колёсах возникает реактивное подталкивающее усилие, равное 12...30 % тягового сопротивления орудия.

5. Но удобренному стерневому фону с повыиенным содержанием зегетирующих сорняков зерновые культуры рекомендуется Еысе-сать подпочвенно-разбросным способом сеялкани-культеватораш: с незалипающими лаповыми сошниками, обеспечивающими в 9...18 раз лучшую равномерность распределения семян по площади питания. Ранние зерновые высеваются сошниками с распределителем семги в подлапном пространстве, вибрируеьжм с частотой 19...20 Гц через упругий элемент жёсткостью 6,2...7,0 кН/м. Пр;; посева поздних ярозмх и озим!« зерновых культур распределитель размещают на эластичной полосе, колеблющейся под действием микронеровностей дна борозды. У сеялки с базой 2,5 м опорные плоскости лая сошников устанавливают с упревдакдим наклоном к горизонту б.., 7 градусов.

6. Снижение в 1,6 раза механического воздействия на почву ходовых систем достигается при агрегатировании почвообрабатывающих орудий с пассивными рабочими органами гусеничными т{. :<-торами. При работе фрезерных почсообрабат'-лоя^кх агрегатов механическое воздействие на почву движителей тракторов незначительно зависит от их типа и фрезерные орудия с равной эффективностью агрегатируются как гусеничными, так м колёсными трак-торт,!!!. Энергозатраты на уплотнение и распыленна почвы ходовыми системами с применением *;рез снижаются з 1,7...2,2 разаг ■что свидетельствует об их предпочтительности в системе почвозащитного земледелия.

7. С повышением скорости воздействия на почву скоростная составляющая в балансе энергоёмкости обработок почвы достига-

ет 31,8...66,9 %, Минимальной энергоёмкости фрезерования соответствует скорость ножей достаточная для создания необходимого противорежущего подпора стеблям пожнивных остатков и устранения их зависания на лезвиях. Для почв сельскохозяйственного использования величина это(; скорости составляет 5,0...6,б м/с.

8. Применение фрез на комбинированных почвообрабатызаю-щэ—посевных орудиях обеспечивает гарантированно са ода проход надлежащее крошение почбн независимо от её состояния. Снижение на 13,0...17,3 % энергоёмкости фрезерования достигается фрезой с разновеликими ножами. Оптимальное соотношение неуду, радиусами разновеликих ножей зависит от их количества на дкеке, заглубления фрезы, кинематического рэяима н находится в диапазоне 0,50...0,95.

9. Заглубляемость а почву рабочих органов широкозахватных секционных орудий регулируется изменением положения в пространстве осей вращения боковых секций. Устойчивая работа на глубине 0,10...0,12 м секционного культиватора-плоскореза захватом 5...9 м дос.лгается поворотом осей вращения бо-косах секций б горизонтальной плостгости на 8. ..14 градусов.

10. Узкие противоэрозконныэ щели с ненарушенными стенками формирует орудие с комбинированными рабочими органам»: верхнюю часть цели образует однодисковая фреза, нижнюю -пассивный щелерез. Минимальной энергоёмкости фрезерования на глубину 0,8 м орудием в агрегате с энергонасыщенным трактором класса 3 тс соответствует поступательная скорость 1,72 м/с, глубина фрезерования 0,384 м, ширина захвата фрезы 0,05 и её диаметр 1,152 и, толщина стойки щелереза 0,025 м, количество ножей на диске 12 и окружная скорость их режущих кромок 6,5 м/с. В условиях Центрально-Чернозёмной зоны полное зарегулирование талого стока на склоне 3...5 градусов достигается при расстоянии 5,3 м между проходами агрегата с новым орудием.

»

11. Комплексное применение выполненных разработок повышает урожайность основных культур на 7,2...16,1 t, снижает энергоёмкость их возделывания и интенсивность механического

воздействия на почву в 1,12...2,01 раза, сокращает расход топлива на 8,3...47,9 %, Энергетическая эффективность усовершенствованных .технологий составляет 28,9. ..119,9 зг-жомя-ческая - 2,5. ..256,7 руб./га.

Основное содержание диссертации опубликовано э следующих работах;

1. ВЫТ03Т0В В.А., ГУРЕЕВ И.И. Результаты испытаний'рабочих органов для совмещения посева зерновых культур с внесением полной дозы минеральных удобрений/'/ Научн.-техн. бол./ ' ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. -- 199?. - Вып.3(54), - С.32-35.

2. ГРЕБНЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО; Рекомендации/ Ломакин М.М., Гурееэ И.И. и др. - М. „ 1991. -40 с.

3. ГРИЦЕНКО Н.В., ГУРЕЕВ И.И. К разработав системы калии для почвозащитного земледелия/ Тракторы и сояьхозгхааикы,, -1983. - 6. - С. 15-17,

4. ГУРЕЕВ И.И. Влияние изменения параметров ножей фрезы при обработка стерни/ Доклады ВАСХНИЛ. - 1993, - }> 5. -

С.42-44.

5. ГУРЕЕВ И.И., ВЫТОВТОВ В.А., КОБЧШКО С.Н., ЗИНОВЬЕВ И.М, Комбинированные орудия длг совмещения с посезом зерновых культур к сахарной свёклы локального внесения гранулированных органо-минеральных удобрений. - Курск, 1993. - 2 с.

6. ГУРЕЕВ И.И., ДЬЯКОВ В.П. Перспективное орудие для нарезания противоэрозийных ¡целей с ненарушенными стенками/ Тракторы и сельхозмашины. - 1991. - № 10. - С.28-30»

7. ГУРЕЕВ И.И., КАРТАШПЕВ Н.И. Обоснование агротребова-ний на технические средства для минималиэации обработок почвы/ Техника в сельском хозяйстве. - 1992. - $ 4. - С.25-27»

3. ГУРЕЕВ И.И., КОБЧЕНКО С.Н., КОЗЬЕВ Е.В. Приспособленке к сеялке 0СТ-12Б поможет повысить точность высева семян сахарной свёклы/ Сельские.зори. - 1991. - $ 3« - С.50.

9. ГУРЕЕВ И.И., КУЗНЕЦОВ П.А. Экспериментальная устаноз-

ка для исследования фрезерных рабочих органов// Машины почвообрабатывающие, посевные и для внесения удобрений. Сер. Сельскохозяйственные машины, агрегаты и узлы; Реф. сборник. - М., 1977. - Вып. 2. - C.II-I3.

10. ГУРЕЕВ И.И., КУРСИН В.И. Техника для безотвальной обработки почв/ Земледелие. - 1986. - $ 8. - С.59-61.

11. ГУРЕЕВ И.И. Механизация почвозащитного земледелия// Задачи повышения эффективности области на основе научного обеспечения: Материалы и рекомендации научно-практической конференции. - Курск, 1990. - С.31-33.

12. ГУРЕЕВ И.И. Некоторые вопросы обоснования энергетических параметров фрезерования// Исследований рабочих органов сельскохозяйственных машин: Материалы У1 научно-технической конференции молодых учён -х. - Ц,, 1976, - С.9-14.

13. ГУРЕЕВ И.И. Обоснование кинеидтичоекого режима мелиоративных фрез// Совершенствование технического уровня эксплуатации оросительных систем: Сборник научных трудов ШШГиМа. - Новочеркасск 1977. - Вып. XXX. - С. 120-128.

14. ГУРЕЕВ И.И. Обоснований параметров рабочих органов почвообрабатывающих фрез// Научн.-техн. бол./ ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1984. - Вып. 1(40). - С.3-7.

15. ГУРЕЕВ И.И. Определение оптимальной подачи на нож фрезы при обработке лугоболотных почв// Исследование и усовершенствование машин для мелиорации и орошения земель: Труды ВИСХОМ. - И., 1975. - Вып. 83, - С.51-62.

16. ГУРЕЕВ И.И. Оптимизация параметров болотной двух- • барабанной фрезы/ Тракторы и сельхозмашины. - 1978. - № 12. - С.23-25.

17. ГУРЕЕВ И.К. Орудия для обработки почвы и посева в районах действия водной эрозии/ Достижения науки и техники АПК. - 1992. - » 5. - С.28-30.

18. ГУРЕЕВ И.И. Рабочие органы для послойного фрезерования задернелых почв// Машины почвообрабатывающие, посевные и для внесения удобрений. Сей. Сельскохозяйственные машины, агрегаты и узлы: Реф. сборник. - М., 1976. - Вып. 7. -

С. 5-е.

■ 19. ГУРЕЕВ И.И. Рабочие органы для снижения энергоёмкости фрезерования. - M., 1988. - 25 с. - Деп. в ВИНИТИ, >1050.

20. ГУРЕЕВ И.И. Развитие орудий для посева зерновых • культур/ Тракторы.и сельхозмашины. - 1991. - № 5. - С.8-13.

21. ГУРЕЕВ И.И. Результаты испытаний лугоболотной двух-барабанной фрезы// Машины почвообрабатывающие, посевные и для внесения удобрений. Сер. Сельскохозяйственные машины,, агрегаты и узлы: Реф. сборник. - M., 1977. - Вып.2.-С.8-11.

22. ГУРЕЕВ И.И., РОСЛЯКОВ C.B. Динамика распределителя семян'сошников подпочвенно-разбросного посева// Научн.-техн. бюл./ ЕНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1984. -Вып. 3(42). - С.49-53.

23. ГУРЕЕВ И.И., РОСЛЯКОВ C.B. Исследование сеялки-культиватора подпочвенного посева/ Тракторы и сельхозмашины. - 1982. - !> I. - С. 24-25.

24. ГУРЕЕВ И.И.,'РОСЛЯКОВ C.B. Обоснование конструктивной схемы сошника для разбросного посева зерновых культур// Научн.-техн. бюл./ ВНИИ защиты почв от эрозии. -1980. - Вып. 2(25). - С.60-66.

25. ГУРЕЕВ И.И., РОСЛЯКОВ C.B. Обоснование параметров анкерных сошников сеялок// Наун.-техн. бюл./ ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1983. - Вып. 3(38).-С.73-79.

26. ГУРЕЕВ И.И., РОСЛЯКОВ C.B. Результаты сравнительных испытаний сошников подпочвенно-разбросного посева// Вклад молодых учёных в выполнение продовольственной программы: Тез.докладов. - Свердловск, 1986. - С.101.

27. ГУРЕЕВ И.И., РОСЛЯКОВ C.B. Усовершенствованный •сошник/ Сельские зори. - 1966. - & 4. - С.28.

S8. ГУРЕЕВ И.И., CEÎHF^ H.А. Машина завтрашнего дня/ .Земледелие. - 1983. - № 5. - С.61-62.

29. ГУРТ71® И.И. Совершенствование рабочих органов зерновых сеялок прямого посева/ Тракторы и сельхозмашины. -1989. - » 2. - С.30-33.

30. ГУРЕЕВ И.И. Технические предпосылки создания почвообрабатывающей двухбарабанной фрезы// Научн.-техн. бюл./ ШИИ земледелия и. защиты почв от эрозии. - 1984. - Вып. 1(40). - C.II-I8.

31. ГУРЕЕВ И.И. Технический уровень зарубежных почвообрабатывающих фрез/ Тракторы и сельхозмашины. - 1987. - № б.

- С.50-54.

32. ГУРЕЕВ И.И. Улучшение эаглубляемости секционных широкозахватных культиваторов-плоскорезов/ Тракторы и сельхозмашины. - 1991. - » 3. - С.28-32.

33. ГУРЕЕВ И.И. Улучшить систему испытаний почвозадит-ной техники/ Земледелие. - 1985. - $ 4. - С.51.

34. 1УРЕЕВ И.И. Функциональное описание состояния почвы/ Земледелие. - 1991. - $ I. - С.28-31.

35. ГУРЕЕВ И.И., ШВАРЦ A.A., СВДНЕВ H.A., КУРС® В.И. Экспериментальная оценка вертикальной заглубляющей силы почвообрабатывающего рабочего органа// Научн.-техк. бюл./ ШИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1984. - Вып. 1(40). -С.35-45.

36."ГУРЕЕВ И.И. Щадящее механическое воздействие на почву при её фрезеровании// Научн.-техн. бюл./ ВНШ земледелия к защита почв от эрозии. - 1990.- Вып. 3(66).- С.50-61. .

37. ГУРЕЕВ И.И. Экспериментальная оптимизация параметров болотной двухбарабанной фрезы// Машины почвообрабатывающие, посевные и для внесения удобрений. Сер. Сельскохозяйственные машины, агрегаты и узлы: Реф. сборник. - М., 1978.

- Вып. I.

38. ГУРЕЕВ И.И. Энергоёмкость обработки почвы/ Техника в сельском хозяйстве. - 1988. - № 3. - С.22-26.

39. ДИФФЕРЕНЦИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В РАЙОНАХ ВОДНОЙ И СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ВОДНОЙ И ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ: Рекомендации/ Волковский Е.П., Сорокин В.Г., ..., Гуреев И.И, и др. - Курск, 1988. - 85 с.

40. ДОШИКОВ В.И., ГРИГОРОВ А.Н., ГУРЕЕВ И.И. и др.

Комбинированный агрегат.для возделывания сахарной свёкла по индустриальной технологии/ Сельские зори. - 1Ш4, - !? 4. - С.44-45.

41. ДОМНИКОВ В.И:, ГУРЕЕВ И.И., ЗаЯГИН Н.И. и др. Использование шасси КС-б для возделывания и уборки свёклы/ Сахарная свёкла. - 1986. - 12. - С.19-21.

42. ДСШИКОВ В., ГУРЕЕВ И., ЗВЯГИН Н. и др. Комбинированным агрегатом возделывают сахарнуп свёклу по'индустриальной технологи!«/ Сельские зори. - 1936. - I? 10. - С. 49-51.

43. ДОМИКОВ В., ГУРЕЕВ И.„ КОЗЬЕЗ Е. я др. Агрегат стал лучае/ Сельские зори. - 1985. - Р 4. - С.29.

44. ДОШИКОВ В.И., ГУРЕЕВ И.И. Комбинированные агрегата для возделывания сахарной сзёклы/ Достижения науки я техники АПК. - 1588. - & 5. - С.40-43.

45. ДОШИКОВ В.И., ГУРЕЕВ И.И. Соверпенствованке технологии возделывания сахарной свёклы а Цзнтрелько-Чаркозё'жой соке. - Курск, 1991. - 76 с.

46. ДЬЯКОВ ВЛ1., ГУРЕЕВ И.И. Применяйте щелеваниэ на склонах/ Газета-плакат-прклотпение к журн, "Земледелие". -1986. - » Ю.

47. ЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МАШИН ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ САХАРНОЙ СВЁКЛЫ ПО ИНДУСТРИАЛЬйОЯ ТЕХНОЛОГИИ: Метод, рекомендации/ Гуреев И.И., Домиков В.И., Звягин Н.И. и др. - Курск, 1986. - 60 с.

48. ИНТЕНСИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ШШЩУ НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ: Рекомендации/ Болоусоз Н.И., Серебряков А.И., Гуреев И.И. и др. - Курск, 1992. - 37 с.

49. КАРТШПЕВ Н.И., ГУРЕЕВ И.И., ЧАЛАБШЦ С.А. и др. Эффективнее .использовать ресурсы/ Достижения науки н техники АПК. - 1987. - № 5. - С 34-35.

50. КАРТАШ1ЕВ Н.И., Л (ШИН Ы.И., ГУРШ И.И. Почвозащитная обраб'тка в севообороте/ Достижения науки и техники АПК. - 1987. - № 3. - С.23-28.

51. КОБЧЕНКО С.Н., ГУРЕЕВ И.И. Оптимизация конструктив-

ных параметров высевающего аппарата с регулируемой глубиной ячеек// Научи.~техн. бюл./ ВИКИ земледелия и защиты почп от зрозии. - 1990. - Был. 3(66). - С.61-64.

52. К0БЧЕНК0 С.Н., ГУРЕЕВИ.И., КОЗЬЕВ Е.В. Совершенствование высевающих аппаратов точного внсепа пропалим*, культур// Научн.-техн. бил./ ШИН земледелия и защиты почв от прозии. - 1989. - Вып. 3-4(62-63). - С.83-87.

53. КОЗЬЕВ Е.В., ГУРЕЕВ И.И., ЗИНОВЬЕВ И.М. и др. Агротехнические показатели исследования технологии совмещения операций при севе сахарной свёклы// Научи.-техн.бюл./ ВНИИ земледелие и защиты почв от эрозии. - 1990. - Вып. 2(65). - С.28-38.

54. КОЗЬЕВ Е.В., ГУРЕЕВ И.И., ЗИНОВЬЕВ И.М. и др. Исследование работы комбинированного агрегата/ Земледелие. -1990. - № II. - С.55-56.

55. КОЗЬЕВ Е.В., ГУРЕЕВ И.И., КОБЧШКО С.Н. и др. Результаты исследования работы распылителей штанговых опрыскивателей// Научн.-техн. бил./ ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1990. - Вып. 1(54). - С.53-58.

56. ЛОМАКИН М.М., ГУРЕЕВ И.И. На грани главного кризиса/ Сельские зори. - 1993. - № 5-6. - С.18-20. •

57. ЛОМАКИН М.М., ГУРЕЕВИ.И. Почвозащитные обработки на склонах/ Достижения науки и техники АПК. - 1988. - Nil. -С.П-15. "

• 58. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СИСТЕМ ПОЧВОЗАЩИТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ДЛЯ РАЙОНОВ РАСПРОСТРАНИ 1ИЯ ВОДНОЙ И ВОДНО-ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ ПОЧВ ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ

-СТРАНЫ/ Воробьёв Г.Я., Болконский Е.П...... Гуреев И.И. и

др. - Курск, 1£66. - 50 с.

* 59. МЕХАНИЗАЦИЯ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА: Научно обоснованная система ведения агропромышленного производства Курской области/ Александров В.И., Быков B.C., ..., Гуреев И.И. и др. - Курск, 1991. - С.401-454.

60. ОСОБЕННОСТИ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ: Рекомендации/ Гуленко

А.Т., Партии Б.П., Гуреев И.И. и др. - М., 1989. - 52 с,

61. ПАРАЕВ А.Г., ГУРЕЕВ И.И. Выбор оптимальных параметров болотных фрез/ Тракторы и сельхозмашины. - 1976. - 12.-С.16-19.

62. ПАРАЕВ А.Г.. ГУРЕЕВ И.И. Новые рабочие оргоньг болотных фрез/ Тракторы я сельхозмашины. - 1977, - № 7. - С.24-25.

63. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И УСТОЙ'МВОШ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА/ А.Н.Григоров, А.П.Щербаков, И.И.Гуреев и др„ Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992. - 184 с.

64. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СЛХАШОЙ СВЁКЛЫ НА ОСНОВЕ ЩАДЯЩЕГО МЕХАНИЧЕСКОГО 11 ХИМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТ-ЕИЯ НА ПОЧВУ/ А.Н.Григоров, А.П.Щербаков, й.И.Гуреев и ар. - Вероне«: Изд-во ВГУ, 1992. - 132 с.

65. ПРИМЕНЕНИЕ ЧИЗЕЛШОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ: Рекомендации/ Картамышев II.И., Ломакин М.М., .Гуреев И.И. 'и др. - М., 1988, - 13 с.

66. СВДНЕЗ Н.А., ГУРЕЕВ И.И. Повышение производительности почвообрабатывающих машин/ Тракторы и сельхозмашины. -1983. - № II. - С.П-12.

67. СИСТЕМА ВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ: Научно обоснованная система ведения агропромышленного производства Курской области/ АЯциев А.Ю., Акименко А.С. .Гуреев И,И. и др. -Курск, 1991. - С.189-298.

68. СИСТЕМА МАРИН ДНЯ ПОЧВОЗАЩИТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ: Система земледелия Курской области/ Грищекко Н.В., Голозубов А.Н., Гуреев И.И. и др. - Курск, 1982. - СЛ72-181.

69. ТЕХНОЛОГИЯ ПОДГОТОВКИ ЧЁРНОГО ПАРА 3 ЦЕНТРАЛЬНОЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЕ:.рекомендации/ Макаров И.П., Сычев З.Г., .Гуреев И.И. и др. - Курск, 1987, - 15 с.

70. ФОРМИРОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В ■СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ: Система ведения сельского хозяйства Курской облаг-и/ Тупицкий А.И., Стародуб И.О., „„., Гуреев ИЛ. и др. - Курск, 1985.- - С. 138-170,

71. !1!АРОТ В.К., ГУРЕЕВ И.И. „ ТОНКОНОГОВ П.Д. Методика

сравнительной оценки орудий для рыхления пОчв// Научн.-техн. бол./ ШИИ землоделия и защиты почв от эрозии. - 1968. -Вып. 1(56). - С.27-34.

72. КВАРЦ A.A., ГУРЕЕВ И.И., СЕДНЕВ H.A. и др. Устойчивость хода по глубине рабочих органов боковой секции широкозахватного почБообрабатыващего агрогата// Научн.-техн. бил. / ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1933, -Вып. 4(39). - С.64-71.

АВТОРСКИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА-

73. 534190* \ od 1—1 № II284I4. 89. I? 1443835х5„

74. » 8I0I03. 82. » 1230491х5. 90. » 1493132*4

75. » 865170х). 83. № 1242008х5. 91. № 1575974х).

76. 880291х \ 84. № I3I8I86x). 92. № 1644761х 5.

77. Р 967333. 85. № 1371527х \ 93. » 1667665х5.

78. & 1028254. 86. № 1384237х \ 94. » 1766302.

79. » 1083945* V. 87. » 1409184х \ 95. $ 1796086х \

80. » III699Ix). 88. Ф I4230IIx).

* Авторские свидетельства в соавторстве.