Повышение эффективности электрического метода уничтожения сорной растительности

Елисеев, Дмитрий Сергеевич

Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение эффективности электрического метода уничтожения сорной растительности

кандидата технических наук: Елисеев, Дмитрий Сергеевич
город: Волгоград
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.20.02
цена: 450 рублей

Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Повышение эффективности электрического метода уничтожения сорной растительности»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности электрического метода уничтожения сорной растительности"

На правах рукописи

ЕЛИСЕЕВ Дмитрий Сергеевич

003450468

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МЕТОДА УНИЧТОЖЕНИЯ СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

Специальность: 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в

сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 о ОКТ 2С00

Москва 2008

003450468

Работа выполнена в ФГОУ ВПО "Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия".

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Баев Виктор Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шогенов Юрий Хасанович

кандидат технических наук, профессор Живописцев Евгений Николаевич

Ведущая организация: ГНУ "Всероссийский научно исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства", г. Зерноград

Защита состоится "24" ноября 2008г. в 13:00ч. на заседании диссертационного совета Д220.004.02 при ФГОУ ВПО "Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина", по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 58.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАУ. Автореферат разослан "Р2_" октября 2008 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Загинайлов В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Проблемы современного земледелия в основном заключаются в недостаточной эффективности используемых приёмов, направленных на получение хорошего урожая при заданных внешних экономических и экологических условиях. В связи с эволюционным развитием появляются новые виды сорняков, которые в конкурентной борьбе с культурными растениями создают все условия для существования только своего вида за счёт биологического подавления других. За всю свою многовековую историю человек, применяя к сорнякам истребительные меры, развивал и продолжает развивать их живучесть и сопротивляемость ко многим угнетающим факторам. В связи с этим появились новые виды сорняков, устойчивые даже к сильным ядам и гербицидам. Свидетельством увеличения сопротивляемости сорных растений является появление целой классификации сорняков по виду резистивности. Натиск эволюционного развития сорных растений соизмерим с темпами совершенствования технологий по их уничтожению, а в некоторых случаях - превосходит их. Некоторые виды сорняков вообще являются трудноискоренимыми.

Используемые механические способы борьбы с сорной растительностью являются самыми энергоёмкими, так как за счёт высокого тягового сопротивления сельскохозяйственных орудий они обладают самым большим расходом топлива. Многократное использование операций лущения или вспашки приводит к уплотнению почвы и снижению урожая.

Использование химических методов борьбы способствует развитию гербицидной резистивности сорняков, загрязняет почву и грунтовые воды, приводит к увеличению концентрации ядов в продукции растениеводства, а следовательно - в организме животных и людей.

В связи с этим ведутся поиск и исследования более совершенных и менее энергоёмких методов уничтожения сорной растительности. Одним из них является использование электрической энергии. Во многих зарубежных странах и в России эти технологии используют для уничтожения сорняков с помощью мобильных и стационарных агрегатов. Экологическая чистота использования электрического способа очевидна, так как химическое загрязнение почвы, воздуха и грунтовых вод исключено. Существующие установки позволяют уничтожить на поверхности поля с низким уровнем засорённости до 98% всех сорняков, что соизмеримо с традиционными способами борьбы. Однако при использовании электропрополь-щиков на полях с плотностью произрастания сорняков более пяти экземпляров на квадратный метр их эффективность уменьшается, возникает необходимость в многократном повторении прополки, источник энергии часто перегружается и выходит из строя. Существующие электропрополыци-ки имеют мощность генераторов 40...120 кВт и многократное выполнение прополки приводит к уплотнению почвы, к чрезмерным энергозатратам,

определяющимся расходом топлива, к износу техники, росту отчислений на её восстановление и т.д. Дальнейшее увеличение мощности существующих установок экономически не целесообразно в связи с необходимостью приобретения и эксплуатации более мощных тракторов. Внедрение систем автоматического управления процессом прополки с целью экономии энергоресурсов невозможно в связи с недостаточной изученностью электропроводных свойств растительной ткани сорняков и техническими затруднениями при оценке жизнеспособности каждого из одновременно обрабатываемых растений.

Повышение эффективности электрического метода уничтожения сорной растительности возможно за счёт использования оптимальной формы рабочего напряжения, разработки приёмов уменьшения числа одновременно обрабатываемых сорняков без ущерба для производительности и использования систем автоматического контроля состояния растительной ткани. Отсутствие сведений о возможной эффективности использования таких решений в отдельности или комплексно явилось причиной теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых изложены в этой работе.

Цель и задачи исследования. Целью исследований является: разработать способы повышения эффективности электрического уничтожения сорняков.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- уточнены электропроводные свойства растительной ткани сорняков и исследована динамика их изменения при электрической обработке;

- разработана методика оценки электрического повреждения сорной растительности электрическим током;

- обосновано секционирование электродной системы, дана методика его расчёта и разработана функциональная схема всей системы подведения энергии к сорнякам;

- предложен принцип контроля состояния растительной ткани в процессе электрообработки;

- сделано технико-экономическое обоснование предлагаемых приёмов повышения эффективности электропрополки.

Объект и предмет исследования. Объектом исследований являлась эффективность электрического уничгожения сорняков.

Предметом исследования было воздействие на сорные растения электрической энергией при разных формах рабочего напряжения от секционированного навесного электрода.

Вместе с этим непосредственно исследовались:

а) в лабораторных условиях - отдельные элементы (корень и стебель) сорных растений; электродные системы для подведения энергии к сорнякам;

б) в полевых условиях - сорные растения и их повреждение синусоидальным, постоянным и импульсным напряжением выше 1000 В.

Представленные в работе материалы многолетних исследований автора, выполнены индивидуально и совместно с другими исследователями по региональной программе: "Система ведения агропромышленного производства Волгоградской области" на 1996...2010 гг.

Методики исследования. Для достижения поставленной цели и решения сформулированных задач использован подход, в котором растительная ткань сорняков, электродная системы электропропольщика, генераторное оборудование и электрические преобразователи рассматривались как элементы одной системы. На её вход поступает энергия от вала отбора мощности трактора, а на выходе регистрируется динамика электрической проводимости растительной ткани. По результатам анализа выходных данных делался вывод об эффективности электрической прополки. На основе известных представлений о процессе изменения электрической проводимости растительной ткани сначала выдвигалась гипотеза о характере её динамического изменения для различных конфигураций электродной системы и силовых схем. По результатам пробных экспериментов эта гипотеза либо отвергалась, либо принималась альтернативная, проводился поиск основных зависимостей экспериментальным путём с использованием статистических методов анализа, разрабатывалась теория расчёта ожидаемого вероятного результата электрической прополки, которая проверялась экспериментально с численной оценкой уровня значимости.

Теоретические исследования заключались в разработке математических моделей электропроводных свойств сорняков, аппроксимирующих полученные экспериментальные данные и в использовании численных методов расчёта переходных процессов в схеме замещения растительной ткани. На оснований сравнения полученных расчётных осциллограмм токов и напряжений с экспериментальными делался вывод о достоверности математических моделей.

После моделирования переходных процессов в растительной ткани сорняков определялись доза энергии, необходимая для их гибели и теоретическая эффективность электрической прополки, как отношение числа погибших после прополки сорных растений к общему их числу за один проход электропропольщика.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- выявлены причины недостаточно высокой эффективности используемых электропрополыциков;

- исследована динамика электрической проводимости сорных растений при обработке постоянным, синусоидальным, выпрямленным и импульсным напряжениями;

- обоснованы губительные дозы электрической энергии и время обработки растительной ткани сорняков при заданной напряженности поля;

- разработана математическая модель электропроводных свойств растительной ткани сорняков: конопля сорная, марь городская, щирица запрокинутая, осот полевой;

- предложены принципы и критерии оценки повреждения сорняков при электропрополке;

- разработана математическая модель пространственного расположения надземной части сорняков в предэлектродной зоне;

- обоснована необходимость секционирования электродной системы электропрополыциков на полях с высокой засорённостью;

- представлена функциональная схема электропропольщика с использованием разработанных приёмов повышения эффективности электрической прополки.

Практическую ценность работы составляют:

- методика расчёта числа секций электродной системы на один погонный метр её ширины захвата;

- зависимости длительности обработки сорняков, от напряжённости поля при различных формах напряжения до их гибели;

Реализация результатов исследований. Результаты разработки приёмов повышения эффективности существующих электропрополыциков внедрены в учебный процесс по дисциплине "Электротехнология" в Азово-черноморской государственной агроинженерной академии и в Кубанском государственном агроинженерном университете.

Способ уничтожения сорняков и устройство, включающее систему контроля состояния растительной ткани, защищен патентом на изобретение.

Программный измерительный комплекс "Анализ двухполюсников", используемый для исследования электропроводных свойств растительной ткани сорняков, зарегистрирован в ОФАП и получил государственный регистрационный номер.

Работа по исследованию повреждения растительной ткани переменным током низкого напряжения получила первое место на VIII Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области по направлению "Механизация, электрификация, мелиорация и управление с.-х. производством".

На защиту выносятся следующие основные положения работы: 1. Результаты исследования электропроводных свойств растительной ткани сорняков, динамики её электрической проводимости при внешнем воздействии высоким напряжением и уточненная методика расчёта параметров схемы замещения растительной ткани; эксперименталь-

ные данные о значении переходного сопротивления "рабочий электрод -стебель сорняха"; математическая модель для его определения.

2. Результаты исследования плотности распределения сорняков по поверхности почвы и высоты их надземной части; модель расположения сорняка в предэлектродном пространстве; методика расчёта числа секций электродной системы прополыциков.

3. Функциональная схема контроля состояния растительной ткани сорняков в процессе электрической обработки и пример её реализации для электроимпульсного электропропольщика; функциональная схема электропрополыцика, использующего разработанные приёмы повышения эффективности прополки.

4. Зависимости длительности обработки растительной ткани исследованных видов сорняков и необходимой дозы энергии от напряжённости электрического поля для их гибели.

5. Технико-экономическое обоснование внедрения разработанных приёмов повышения эффективности электрического уничтожения сорняков на примере используемых электропрополыциков.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме работы доложены, обсуждены и одобрены на:

- международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения заслуженного мелиоратора Р.Ф. д.с.н., профессора М.Н.Багрова в 2001 г.;

ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской государственной сельхозакадемии по итогам научно-исследовательской работы в 2001...2003гг.

- региональной студенческой научно-технической конференции "Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники" в 2003 г.;

- региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области 2001...2003 гг.

- международной научно-практической конференции "Проблемы АПК", посвященной 60-летию Победы под Сталинградом в 2003 г.

- международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии в 2004 г.;

Научно-методическими основами настоящего исследования послужили труды отечественных и зарубежных учёных, выполнявших и выполняющих свои исследования в электротехнологии и в биофизике: Аксёнова С.И., Антонова В.Ф., Армянова Н.К., Арнольда А.Э., Артюхова В.Г., Баева В.И., Баздырева Г.И., Бана А.Г., Басова A.M., Беженарь Г.С., Березина И.В., Бородина И.Ф., Булычева A.A., Варфоломеева С.Д., Верещагина А.И., Веселовой Т.В., Владимирова Ю.А., Волобуева А.Н., Волькенштейна М.В., Воробьёва В.А., Вяземского Т.Н., Гулидова A.M., Давыдова A.C., Дипрозе М.Ф., Дудкина И.В., Живописцева E.H., Иваницкого Г.Р., Изако-

ва Ф.Я., Исмаилова М.И., Казимира А.П., Кентон Р., Кларксона Д., Климова A.A., Коваленко Н.И., Кожевникова H.H., Кол К.С., Колье О.Р., Кудря-шова Ю.Б., Кучеренко Г.С., Лотовой Л.И., Лунева М.И., Ляпина В.Г., Медведева С.С., Мелыценко С.Н., Мешкова A.A., Москаленко P.A., Мухамма-диева А., Недялкова H.A., Полова И.И., Попова В.М., Ревина В.В., Рубина А.Б., Рысс A.A., Савчука В.Н., Селье Г., Синюхина A.M., Слесарева В.Н., Спирина A.A., Стативкина Е.В., Сысенкова И.М., Тарусова Б.Н., Тату-ра'Г.А., Тверитина A.B., Трофимовой, Н.Б., Усаковского В.М., Фахрутди-нова, Э.Н., Шогенова Ю.Х., Юдаева И.В. и др.

Место выполнения. Работа выполнена в Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии. Лабораторные экспериментальные исследования проведены на кафедре "Электротехнология в сельском хозяйстве". Полевые исследования были выполнены на экспериментальных полях НИИ "Орошаемого земледелия", на южной окраине города Волгограда и на севере Волгоградской области - в Нехаевском районе.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 14 публикациях (в том числе - одна в журнале, рекомендованном ВАК), в одном патенте и в одном свидетельстве об отраслевой регистрации разработки.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка литературы и приложений. Она изложена на 169 страницах основного текста, включает 66 рисунков, 9 таблиц, библиографический список литературы из 162 наименований и 6 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, приведены общие сведения о перспективности электрического уничтожения сорняков и дана общая характеристика работы.

В первой главе "Сорные растения, способы их уничтожения, цель и задачи исследования" дана информация о вредоносности сорняков, приводится сравнительный анализ использования традиционных методов борьбы, применяемых в России и за рубежом, в том числе электрический метод. Описываются основные достоинства и недостатки существующих методов борьбы с сорняками, актуальность разработки электрической прополки и пути повышения её эффективности.

Используемые отечественные и зарубежные электропрополыцики имеют высокую эффективность на полях с малой засорённостью - не более 5 сорняков на квадратный метр. Несмотря на большую мощность используемых генераторов (40... 120 кВт), при более высоком уровне засорённости уменьшается эффективность прополки и увеличивается перегрузка источника питания. Это сказывается на вынужденном прекращении выполнения работ или даже на выходе из строя генератора. Использование более

мощных генераторов экономически не целесообразно, так как для этого следует использовать более мощный трактор. Поэтому для достижения полного уничтожения сорной растительности на парах или между рядами сельскохозяйственных кулыур необходимо многократно выполнять электрическую прополку, а это приводит к дополнительному уплотнению почвы и загрязнению окружающей среды.

Недостаточно высокая эффективность электропрополыциков связана с тем, что при большой ширине захвата электродной системы (4... 17 м) одновременно обрабатывается несколько десятков или сотен сорняков, число которых пропорционально уровню засорённости. Очевидно, что в связи с различным начальным состоянием отдельных растений, в общей массе контактирующих с электродом сорняков, может оказаться один или несколько экземпляров с низким сопротивлением, что приводит к шунтированию остальных растений и уменьшению дозы поглощаемой ими энергии. После такой обработки остаётся много неповреждённых сорняков и возникает необходимость в повторной прополке. Кроме этого в результате одновре.менного контактирования с электродом большого числа растений ток нагрузки на стороне генераторного напряжения (100...220 В) становится соизмеримым с током короткого замыкания используемого генератора.

На существующих электропрополыциках отсутствуют системы автоматического управления процессом прополки, позволяющие дозировать необходимое количество энергии для уничтожения сорняков. Неконтролируемое поступление электроэнергии ко всем сорнякам (даже к уже погибшим) приводит к её перерасходу в 1,5...3,0 раза.

Основными способами повышения эффективности электрического уничтожения сорной растительности являются те, которые позволяют без потери производительности установки уменьшить число одновременно обрабатываемых растений (в идеале до одного). Это можно достичь путём секционирования электродной системы с поочерёдным подключением каждой из секций к источнику энергии. В случае поочерёдной обработки всех растений на поверхности почвы упрощается контроль их состояния.

В соответствие с выявленными причинами недостаточно высокой эффективности используемых злектропропольщикоз и путями её повышения сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе "Биологические и электрофизические параметры сорных растений как объектов электрического воздействия" представлен анализ результатов ранее сделанных исследований электропроводных свойств биологических систем, описаны результаты исследований переходных и частотных характеристик растительной ткани сорняков, полученных автором и другими исследователями. На основе сопоставления полученных результатов с имеющимися представлениями сделан выбор модели для описания электрофизических свойств растительной ткани сорняков с помощью схемы замещения Швана. В связи с наличием только при-

ближённых методик расчёта параметров этой схемы, разработана более точная, основанная на том, что все искомые сопротивления элементов момсно рассчитать по экспериментально оценённому значению сопротивления протоплазмы:

Г,

я, = --»,

- П-1

к.-1

(1)

где R^Rj - сопротивления, межщтетника и мембран соответственно, Ом; R„ - сопротивление растительной ткани переменному току бесконечно большой частоты, определяемое по переходным или частотным характеристикам, Ом;

г, - отношение сопротивления содержимого клетки к сопротивлению растительной ткани переменному току теоретически бесконечно большой частоты, o.e.

кп - коэффициент поляризации растительной ткани, предложенный Тарусо-вым Б.Н.

, В связи с тем, что коэффициент поляризации является одним из основных показателей жизнеспособности растительной ткани, формулы (1) можно использовать для расчёта сопротивлений схемы замещения Швана, соответствующей любым состояниям сорняка при известной оценке сопротивления протоплазмы:

/ к.

' 2\jk„-l{\lk„-l (

+1 при кп > 2;

г,=2

+ 2

при — < к <2; 3 "

при кп = —; при 1 < кп<-

(2)

Погрешность разработанной методики составляет при уровне значимости 0,95 не более 12,6%.

В этой же главе приводятся результаты исследований динамики электрической проводимости растительной ткани сорняков при воздействии на них низким и высоким напряжением различной формы. В соответствие с теорией о стрессе высших растений на графике скорости изменения амплитуды электрического тока, протекающего через растительную ткань сорняков, выявлены три стадии и два устойчивых стрессовых состояния: стадия тревоги - состояние физиологического стресса— стадия сопротивления - состояние патологического стресса - стадия истощения.

В этой главе также приводятся имеющиеся теоретические сведения об оценке электрического повреждения растительной ткани и результаты их экспериментального исследования. Из их анализа выявлены наиболее эффективные методы, такие, как степень повреждения растительной ткани, определяемая по величине отношения сопротивлений сорняка на фиксированной частоте переменного тока до и после электрообработки, и степень повреждения, оценённая по отношению сопротивлений мембраны до и после электрообработки.

На основе полученных сведений о динамике электрической проводимости растительной ткани сорняков и параметров их схемы замещения, проверялась возможность технической реализации имеющихся методов оценки повреждения в процессе электрической прополки. В результате предложены методики оценки электрического повреждения по значению коэффициента поляризации растительной ткани (для электроимпульсных прополыциков), по отрицательному значению первой производной амплитуды тока или по отличию закона изменения протекающего импульса тока от закона изменения подводимого импульса напряжения (при использовании любых форм рабочего напряжения). В последнем случае конфигурация схемы контроля будет зависегь от формы используемого напряжения и рассматриваемых её численных характеристик, таких, как: разница между средним значением импульса тока и его амплитудой (для импульсных электропрополыциков); угол сдвига фаз (для синусоидальной формы), отрицательная скорость изменения амплитуды тока (любая форма напряже-

ния). Для электроимпульсных прополыциков коэффициент поляризации можно автоматически определить по показателям коэффициента формы и амплитуды экспоненциального импульса тока, протекающего через сорняк под действием высоковольтного импульса напряжения при условии, что длительность каждого из них заведомо больше постоянной времени растительной ткани:

где ка - коэффициент амплитуды импульса тока, o.e.;

кф - коэффициент формы импульса тока, o.e.

Измерение значения искомых коэффициентов и их произведения осуществляется с помощью известных решающих схем на операционных усилителях. Если измеренный коэффициент поляризации кп <,1,1, то с вероятностью 95% можно утверждать, что сорняк миновал состояние патологического стресса, и наступила стадия истощения. Такое растение уже можно считать погибшим, и система контроля подаёт сигнал на отключение источника энергии для предотвращения перерасхода энергии.

В третьей главе "Приёмы повышения эффективности электрического уничтожения сорняков" рассмотрены известные предъявляемые требования к электродной системе прополыциков и способы подведения электрической энергии к сорнякам. Обоснована подвесная система электродов, как оптимальная по эффективности и расходу энергии.

Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований переходного сопротивления "рабочий электрод - стебель сорняка" при неподвижном и перемещающемся электроде с установившимся рабочим напряжением:

где /?„ - сопротивление перехода "рабочий электрод - стебель сорняка", Ом; 1 - длительность контакта, с;

р - начальное удельное электрическое сопротивление наружного слоя ткани,

Ом.м;

/(/) - динамика изменения толщины эпидермиса при его смятии, м; и - коэффициент смятия растительной ткани, Н/м2; Я, - высота подвеса электрода, м; V - скорость передвижения электрода, м/с;

а,Ь - эмпирические коэффициенты, зависящие от вида сорняка и диаметра стебля в основании, определяемые экспериментально, (Н м)"';

К=К'к,

п а (,

'п

(3)

(4)

с„ - коэффициенты полинома Лагранжа 5-й степени, аппроксимирующего динамику изменения электрической проводимости эпидермиса в процессе электрообработки;

Тг - время гибели эпидермиса при заданной амплитуде и форме напряжения, с.

Сравнение результатов моделирования переходного сопротивления "рабочий электрод - стебель растения" по формуле (4) с экспериментальными данными подтвердило адекватность полученной модели.

Отношение бремени контакта к бремени гибели ткани эпидермиса, o.e.

Рисунок 2 - Зависимость переходного сопротивления "рабочий электрод-стебель сорняка" от длительности контакта электрода с сорняком при перемещении электрода со скоростьюЮ км/ч (начальная толщина эпидермиса - 2 мм).

На основе анализа полученных результатов сделан вывод, что переходное сопротивление "рабочий электрод - стебель сорняка" уменьшается при продавливании электродом эпидермиса и ростом проводимости растительной ткани внешнего огрубевшего слоя под действием высокого напряжения. Таким образом, при перемещении электропрополыдика со скоростью до 10 км/ч с рабочим напряжением 18 кВ начальное переходное сопротивление 4...5 кОм быстро уменьшается (почти в десять раз), и основная часть электрической энергии поглощается растительной тканью сорняков, что обеспечивает её более рациональное использование.

В этой же главе приводятся результаты статистического анализа экспериментальных данных, подтверждающих гипотезу о дискретном распределении Пуассона плотности произрастания сорняков на поверхности почвы и нормальном законе распределения высоты их надземной части. Приводятся результаты анализа математической модели пространственного расположения стебля сорняка в предэлектродной зоне, составленной на основе проведённых экспериментов. По результатам компьютерного моделирования установлено, что случайное нелинейное пространственное положение стебля и его наклон перед контактом с электродом можно не учи-

тывать - в этом случае длину стебля взрослого сорняка можно считать равной высоте его надземной части, измеренной по вертикали (средне-квадратическая ошибка составляет ±15 мм).

По результатам проведённых исследований при фиксированной высоте подвеса электродной системы и известной высоте надземной части сорняков вероятность того, что при заданном уровне засорённости сорняки с электродом контактируют поочерёдно определяется по формуле:

р -

1 + erf

.-Л."

v v н<р;

42-

■ 0,74...0,86, (5)

где Рг - вероятность наступления события, o.e.;

/л я 0,1...0,2 - математическое ожидание количества сорняков в предэлектрод-иой зоне одной секции, шт.;

Н - средняя высота надземной части сорняков, м.

Низкая на первый взгляд вероятность поочерёдной обработки сорняков показывает сложность выполнения этого требования. Поэтому на практике всегда существует вероятность одновременной обработки секцией нескольких единиц сорняков, но не нескольких десятков или сотен, как у современных электропрополыциков. Для обеспечения указанной вероятности поочерёдной обработки сорняков электрод необходимо секционировать. Так как изгиб стебля в предэлектродной зоне можно не учитывать, то необходимое количество секций « определяется по формуле:

п^>~К'ср^р-Н1, (6)

где - ширина захвата электродной системы, м;

Мср - средняя засоренность поверхности почвы сорняками, экз./м2.

Результат, полученный по формуле (6) рекомендуется округлять до ближайшего целого числа в большую сторону.

В соответствии с проведёнными теоретическими исследованиями по перемещению электропрополыцика со скоростью 3...9 км/ч при поочерёдном подключении секций к источнику питания времени, в течение которого секция запитана рабочим напряжением может не хватить для гибели сорняка. Очевидно, чем больше число секций электрода, тем чаще необходимо выполнять переключения между ними, чтобы за время контактирования сорняка с секцией он успел быть обработан высоким напряжением. Путём моделирования электропроводных свойств растительной ткани и конфигурации электродной системы для существующих электропрополыциков без изменения источника питания установлено, что для скорости перемещения до 5 км/ч на один погонный метр электрода должно приходится не более 32 секций; при 5...7 км/ч -не более 22; при 7-9 км/ч - не более 15.

Уменьшение числа одновременно обрабатываемых растений позволяет использовать схему контроля состояния растительной ткани сорняков, при этом полная функциональная схема электропрополыцика имеет вид, показанный на рисунке 3.

Рисунок 3 - Функциональная схема электропрополыцика с секционированной системой электродов и с системой контроля состояния растительной ткани сорняков

При использовании импульсного источника напряжения система контроля состояния растительной ткани имеет вид, показанный на рисунке 4.

Рисунок 4 - Функциональная схема системы контроля состояния растительной ткани электропрополыцика с рабочим напряжением в форме П-образных импульсов.

Компьютерное моделирование электропрополыциков с использованием различных форм напряжения и с секционированием электродной системы показало практически 100%-ю эффективность за один проход по полю. При этом перегрузки источника питания отсутствовали. Расчёт расхода топлива при дополнительном использовании системы контроля состояния растительной ткани показал снижение его потребления на 25...30%.

В четвёртой главе "Методика экспериментальных исследований" представлена схема проведения экспериментов, описание использованного оборудования и схем, методики проведения экспериментов, алгоритмы обработки экспериментальных результатов, анализа характеристик этих алгоритмов.

Большинство измерений по исследованию биометрии сорняков, их проводимости проводились с использованием электротехнических измерительных приборов и ЭВМ. Исследование распределения толщины эпидермиса сорняков вдоль стебля, измерение площади поперечного сечения в основании стебля и его сердцевины, исследование распределения плотности произрастания сорняков на поверхности почвы осуществлялись с помощью системы технического зрения, состоящей из фотоаппаратуры, веб-камеры и программных средств для статистической обработки изображений, большая часть которых является разработкой автора; снятие осциллограмм токов и напряжений, исследование вольтамперных, переходных и частотных характеристик растительной ткани сорняков осуществлялись с помощью программного измерительного комплекса "Анализ двухполюсников", на который получены свидетельство о разработке в "Отраслевом фонде алгоритмов и программ" и государственная регистрация.

В пятой главе "Технико-экономическое обоснование" представлены результаты расчёта технико-экономических показателей разработанных приёмов повышения эффективности на полях картофеля и сахарной свеклы, площадью 2..Л00 га. при разном уровне засорённости 1...50 экз./м2: соответствующие удельные энергозатраты составили 2...200 кВт/га; дополнительный чистый годовой доход - 500...42000 р/га; рентабельность - 0,93...5,53; срок окупаемости - 1,0...0,1 лет; внутренняя норма доходности - до 300%.

Все показатели рассчитывались при уровне годовой инфляции 15% и налоговой ставке на прибыль 30%.

Представлен анализ полученных результатов, из которого следует, что использование электрической прополки экономически выгодно на полях с засорённостью более 2 экз./м2, площадью не менее 5 га, а в случае внешнего инвестирования денежных средств на внедрение приёмов повышения эффективности электрической прополки на полях площадью не менее 25 га при кредитной ставке не менее 25%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1) При изучении электропроводных свойств растительной ткани по её переходным характеристикам использовались измерительные прямоугольные импульсы напряжения амплитудой 0,5...1,0 В на миллиметр исследуемого образца с частотой импульсов не более 200 Гц. При напряжённости поля свыше 1 В/мм проводимость растительной ткани сорняков сначала увеличивается, а затем при дальнейшем увеличении напряжённости -уменьшается в следствие закипания протоплазмы. На возрастающем участке кривой изменения электрической проводимости сорняков, как любой биологической системы, можно выделить три стадии и два устойчивого состояния: стадия тревоги - состояние физиологического стресса - стадия сопротивления - состояние патологического стресса - стадия истощения. Сорняк переходит в состояние физиологического стресса при воздействии на него внешним электрическим полем с амплитудой до 1 В/мм и количеством поглощённой энергии до 0,1 Д ж/куб.см; это состояние характеризуется повышением метаболизма сорняка и не является опасным дя% его тканей. Патологический стресс растительной ткани соответствует максимуму скорости изменения её проводимости, сигнализирующей о переходе сорняка в состояние истощения; после снятия внешнего напряжения, сорняк, находясь в патологическом стрессе, может погибать или выжить. Момент гибели растительной ткани и соответствующее ей значение электрической проводимости определяется точкой, находящейся на временной зависимости проводимости между точкой перегиба (состояние патологического стресса) и максимумом проводимости (испарение протоплазмы).

2) Оценку повреждения в процессе электрической прополки по текущему значению коэффициента поляризации или по относительному совпадению формы импульса повреждающего тока с формой подведённого к растению импульса напряжения можно реализовать с помощью решающих схем на основе операционных усилителей. В последнем случае при обработке растительной ткани высоковольтными П-образными импульсами напряжения сорняк уже можно считать погибшим, если форма импульса тока совпадает с формой импульса напряжения не менее, чем на 95%.

тания. Но при очень большом количестве секций и высокой скорости перемещения время на контактирование сорняка с секцией электрода может оказаться недостаточным для его гибели, и эффективность обработки уменьшится. Исходя из этого, максимально возможное количество секций электрода при скорости до 5 км/ч должно быть не более 32 для любой формы напряжения, а для скоростей 5...9 км/ч - не более 15. При секционировании электродной системы в функциональной схеме электропрополыцика следует предусмотреть либо секционирование источника питания (если количество секций невелико), либо устройство для переключения источника питания поочерёдно на каждую из секций. Окончательный выбор варианта секционирования должен осуществляться с помощью технико-экономического расчёта.

4) Систему контроля состояния растительной ткани во время обработки целесообразно использовать совместно с секционированием электродной системы. При этом эффективность обработки не изменится, а экономия энергоресурсов возрастёт на 20...30%. При использовании П-образных импульсов напряжения эта система может быть построена на основе измерительно-решающей схемы, определяющей текущее значение коэффициента поляризации, как произведение коэффициента формы импульса тока на коэффициент амплитуды. Для любой другой формы напряжения система контроля состояния растительной ткани должна принимать решение о гибели сорняка в случае совпадения формы импульса тока с формой импульса напряжения или по отрицательному значению первой производной амплитуды тока. В качестве точек отсчёта для сравнения импульсов следует использовать моменты перехода импульса напряжения через ноль.

5) Технико-экономические показатели использования разработанных приёмов повышения эффективности электрического метода уничтожения сорняков на полях картофеля и сахарной свеклы, подтверждают экономическую целесообразность их применения при высоком уровне засорённости до 50 экз./м2 на полях с площадью до 100 га: дополнительный чистый годовой доход при этом составляет до 42000 р/га; рентабельность -до 5,53; срок окупаемости - до 1 года; внутренняя норма доходности - до 300%. Переход от синусоидального источника питания к импульсному с секционированием рабочих электродов экономически оправдан только для установок ЭРПИК (Россия) и Ь^псИос (Франция) при объёме работ более 50 га с засорённостью более 5 экз./кв.м; для установки 1^-5 (США) -использование импульсного источника напряжения эффективно при засорённостях 10...20 экз./кв.м и объёме работ более 100 га. При меньшем объёме работ (до 10 га) для всех существующих моделей электропрополыци-ков достаточно использовать только секционирование электродной системы без замены источника питания, а применение системы контроля состояния растительной ткани приведёт к росту прибыли ещё на 5...8%.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Юдаев, И.В. Обоснование измерительных электродов для исследования электропроводности живой растительной ткани. [Текст]: / И.В.Юдаев., Д.С. Елисеев // Материалы V региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. - Волгоград, 2001. - с.86-87.

2. Юдаев, И.В. Измерение параметров схемы замещения растительной ткани при электрическом повреждении. [Текст]: / И.В.Юдаев., Д.С. Елисеев // Материалы V региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. - Волгоград, 2001. - с.84-86.

3. Юдаев, И.В. Электропроводные свойства и параметры сорных растений. [Текст]: / И.В. Юдаев, Д.С. Елисеев. // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения заслуженного мелиоратора Р.Ф. д.с.н., профессора М.Н.Багрова. — Волгоград, 2001. - с.263-265.

4. Баев, В.И. Сорные растения, как объекты электрического воздействия. [Текст]: / В.И. Баев [и др.]. // Электрические аппараты и электротехнологии сельского хозяйства. Сборник научных трудов. Москва, 2002. - с.68-71.

5. Баев, В.И. Методика оценки состояния сорной растительности при электрической обработке. [Текст]: / В.И. Баев, И.В. Юдаев, Д.С. Елисеев, Т.П. Бренина // Электрические аппараты и электротехнологии сельского хозяйства. Сборник научных трудов. Москва, 2002. - с.71-74.

6. Юдаев, И.В. Зависимости степени повреждения ткани сорных растений от параметров электрического воздействия. [Текст]: / В.И. Баев, И.В. Юдаев, Д.С. Елисеев, П.В. Прокофьев, И.В. Баев, A.B. Соколов // Материалы VI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. - Волгоград, 2002. - с.66-67.

7. Баев, В.И. Обоснование параметров разрядного контура агрегата электрической прополки. [Текст]: / В.И.Баев., И.В.Юдаев., Д.С. Елисеев // Материалы международной научно-практической конференции "Проблемы агропромышленного комплекса", посвященной 60-летию Победы под Сталинградом. - Волгоград, 2003. с.35-37.

8. Баев, В.И. Необходимость секционирования электродной системы для электрического уничтожения сорняков. [Текст]: / В.И. Баев., Елисеев Д.С.// Научный вестник. Инженерные науки. Выпуск 4. - Волгоград, 2003. с.99-101.

9. Баев, В.И. Компоновка электроимпульсных агрегатов для уничтожения сорняков. [Текст]: / В.И. Баев, Д.С. Елисеев, A.B. Соколов [и др.]. // Труды региональной студенческой научно-технической конференции "Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники". - Воронеж, 2003. - с.95-98.

10. Елисеев, Д.С. Повреждение растительной ткани переменным электрическим током низкого напряжения. [Текст]: / Д.С. Елисеев // Материалы VII-V1II Региональных конференций молодых исследователей Волгоградской области по направлению 15 "Механизация, электрификация, мелиорация и управление с.-х. производством". - Волгоград, 2004.-с. 102-103.

11. Елисеев, Д.С. Определение вида распределения сорняков по поверхности поля. [Текст]: // Материалы VII-VIII региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. — Волгоград, 2004. с.98-100.

12. Елисеев, Д.С. Функциональные схемы контроля состояния растительной ткани сорняков при электрообработке. [Текст]: / Д.С. Елисеев // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии "Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства". - Волгоград, 2004. - с. 174-176.

13. Елисеев, Д.С. Автоматический контроль состояния растительной ткани сорняков при электрообработке. [Текст]: / Д.С. Елисеев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2004. -№3. - с.21-22.

14. Елисеев, Д.С. Динамика изменения электрической проводимости растительной ткани в электрическом поле высокой напряжённости. [Текст]: / Д.С. Елисеев // Материалы международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы развития АПК", посвя-щённой 60-летию Победы в Великой Отечественной; Волгоград. - 2005. с.242-244.

15. Анализ двухполюсников. [Программа для ЭВМ]: Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №7333 / Елисеев Д.С.; заявитель и патентообладатель Волгоград, Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия, № 50200602141; заявл. 13.12.2006.

16. Способ уничтожения сорняков и устройство его реализующее [Текст]: а.с. 2005125308 Российская Федерация: МПК А 01 М 21/00 Юдаев И.В., Баев В.И., Бренина Т.П., Елисеев Д.С., Лапынин Ю.Г.; заявитель Волгоградская государственная Сельскохозяйственная академия -№2005125308/12; заявл. 09.08.2005; опубл. 20.02.2007, Бюл.№ 5. -2 с.

Подписано в печать 21.10.2008 Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 476 Издательство - полиграфический комплекс ВГСХА «Нива» 400002, Волгоград, Университетский пр-т, 26

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Елисеев, Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОРНЫЕ РАСТЕНИЯ, СПОСОБЫ ИХ УНИЧТОЖЕНИЯ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Сорные растения и необходимость борьбы с ними

1.2 Существующие способы борьбы с сорными растениями

1.3 Уничтожение сорняков с помощью электрической энергии

1.4 Цель и задачи исследования

2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ КАК ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1 Электропроводные свойства и параметры сорных растений

2.1.1 Реакция растительной ткани на ступенчатое электрическое воздействие

2.1.2 Электрическая схема замещения растительной тканн

2.1.3 Оценка значений сопротивлений протоплазмы, межклетника и мембраны

2.1.4 Оценка емкостных свойств растительной ткани

2.1.5 Динамика изменения электропроводных свойств растительной ткани при повреждении электрическим током

2.2 Методы оценки эффективности электрического повреждения сорных растений

2.2.1 Оценка электрического повреждения по часто'1 ным характеристикам растительной ткани

2.2.2 Оценка электрического повреждения растительной ткаии по параметрам схемы замещения

2.2.3 Степень повреждения растительной ткани в различных стрессовых состояниях

2.2.4 Оценка электрического повреждения во время электрической обработки

2.2.4.1 Оценка электрического повреждения по коэффициенту поляризации

2.2.5.2 Оценка электрического повреждения по совпадению формы импульса тока и напряжения

Выводы

3 ПРИЁМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УНИЧТОЖЕНИЯ СОРНЯКОВ

3.1 Секционирование электродной системы электропрополыцика

3.1.1 Общие требования, предъявляемые к электродной системе электропропольщиков

3.1.2 Возможные варианты подведения электрической энергии к сорным растениям

3.1.3 Переходное сопротивление электрод - стебель

3.1.4 Секционирование рабочих электродов

3.1.5 Вероятность контактирования сорняков с электродной системой

3.1.6 Математическая модель расположения стеблевой части растения в предэлектродной зоне

3.1.7 Определение длины секции электродной системы

3.2 Системы контроля состояния растительной ткаии и распределения электрической энергии

3.2.1 Функциональная схема электропрополыцика с системой контроля состояния растительной ткани

3.2.2 Функциональная схема электропрополыцика с системами контроля состояния растительной ткани и распределения электрической энергии

3.2.3 Система контроля состояния растительной ткани 106 Выводы

4 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Схема проведения исследований

4.2 Методика исследований биометрических показателей сорняков

4.3 Методика исследований электропроводных свойств сорняков

4.3.1 Экспериментальная установка

4.3.1 Измерение и обработка осциллограмм тока и напряжения

4.4 Математическое моделирование процесса электрической прополки

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ПРИЁМОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПРОПОЛКИ

5.1 Оценка снижения потерь урожая и экономии топлива от использования приёмов повышения эффективности электропрополки

5.2 Годовая прибыль от внедрения приёмов повышения эффективности электропрополыциков

5.3 Технико-экономические показатели от использования приёмов повышения эффективности электропрополки

5.3.1 Норма прибыли

5.3.2 Срок окупаемости и восстановление инвестированных средств

5.3.3 Внутренняя норма доходности 146 Выводы

Введение 2008 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Елисеев, Дмитрий Сергеевич

I , " создают все условия для существования только своего вида за счёт биологического подавления других. За всю свою многовековую историю человек, применяя к сорнякам истребительные меры, развивал и продолжает развивать их живучесть и сопротивляемость ко многим угнетающим факторам. В связи с этим появились новые виды сорняков, устойчивые даже к сильным ядам и гербицидам. Свидетельством увеличения сопротивляемости сорных растений является появление целой классификации сорняков по виду резистивности. Натиск эволюционного развития сорных растений соизмерим с темпами совершенствования технологий по их уничтожению, а в некоторых случаях — превосходит их. Некоторые виды сорняков вообще являются трудноискоренимыми.

Используемые механические способы борьбы с сорной растительностью -являются " самыми— энергоёмкими,"" так —как~ за—счёт~~высокого -тягового -сопротивления сельскохозяйственных орудий они имеют самый большой расход топлива. Многократное использование операций лущения или вспашки приводит к уплотнению почвы и снижению урожая.

Использование химических способов способствует развитию гербицидной резистивности сорняков, загрязняет почву и грунтовые воды, приводит к увеличению концентрации ядов в продукции растениеводства, а следовательно — в организме животных и людей.

Одним из самых перспективных направлений по уничтожению сорной и нежелательной растительности является использование для этих целей электрической энергии. Во многих зарубежных странах и в России эти технологии используют для уничтожения сорняков с помощью мобильных и стационарных агрегатов. Экологическая чистота использования электрического способа очевидна, так как химическое загрязнение почвы, воздуха и грунтовых вод исключено. Существующие установки позволяют уничтожить на поверхности поля с низким уровнем засорённости до 98% всех сорняков, что соизмеримо с традиционными способами борьбы. Однако при использовании электропрополыциков на полях с плотностью произрастания сорняков более пяти экземпляров на квадратный метр их эффективность уменьшается, возникает необходимость в многократном повторении прополки, источник энергии часто перегружается и выходит из строя. Существующие электропропольщики имеют мощность генераторов 40.Л20 кВт и многократное выполнение прополки приводит к уплотнению почвы, к чрезмерным энергозатратам, определяющимся расходом топлива, и к увеличению выброса выхлопных газов в атмосферу, к износу техники, и росту отчислений на её восстановление и т.д. Дальнейшее увеличение мощности существующих установок экономически не целесообразно в связи с необходимостью приобретения и эксплуатации более мощных тракторов. Внедрение систем автоматического управления процессом прополки с целью экономии энергоресурсов невозможно в связи с недостаточной изученностью электропроводных свойств растительной ткани сорняков и техническими затруднениями при оценке жизнеспособности каждого из 1еднбв]рёЖённо" обрабатываемых растений. --------------

Повышение эффективности существующих электропрополыциков возможно за счёт использования оптимальной формы рабочего напряжения, разработки приёмов уменьшения числа одновременно обрабатываемых сорняков без ущерба для производительности и использования систем автоматического контроля состояния растительной ткани. Отсутствие сведений о возможной эффективности использования таких приёмов в отдельности или комплексно явилось причиной теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых изложены в этой работе.

Объект и предмет исследования. Объектом исследований являлась эффективность электрического уничтожения сорняков.

Вместе с этим непосредственно исследовались: а) в лабораторных условиях — отдельные элементы (корень и стебель) сорных растений; электродные системы для подведения энергии к сорнякам; б) в полевых условиях - сорные растения и их повреждение синусоидальным, постоянным и импульсным напряжением выше 1000 В.

Методики исследования. Для достижения поставленной цели и решения сформулированных задач использован подход, в котором растительная ткань сорняков, электродная системы электропрополыцика, генераторное оборудование и электрические преобразователи рассматривались как элементы одной системы. На её вход поступает энергия от вала отбора мощности трактора (или от источника неограниченной мощности), а на выходе регистрируется динамика электрической—проводимости -растительной- ткани.- По—результатам - анализа-выходных данных делался вывод об эффективности электрической прополки. На основе известных представлений о процессе изменения электрической проводимости растительной ткани сначала выдвигалась гипотеза о характере её динамических характеристик и тока нагрузки электропрополыцика для различных конфигураций электродной системы и силовых схем. По результатам пробных экспериментов эта гипотеза либо отвергалась, либо принималась альтернативная, проводился поиск основных зависимостей экспериментальным путём с использованием статистических методов анализа, разрабатывалась теория расчёта ожидаемого вероятного результата электрической прополки, которая проверялась экспериментально с численной оценкой уровня значимости.

В экспериментальных исследованиях распределения плотности произрастания сорняков на поверхности почвы использовались простейшие средства для измерения расстояния и фотоаппаратура. С помощью измерительных средств на фотоснимках фиксировались координаты размещения сорняков на поверхности почвы относительно начала координат (для уменьшения числа координатных преобразований, при использовании ЭВМ, в качестве этой точки принимался верхний левый угол каждого рассматриваемого квадратного метра поверхности почвы).

Поперечное сечение стебля, толщина эпидермиса и эквивалентный диаметр сердцевины сорняков определялись с помощью системы технического зрения, которая состояла из веб-камеры и программных средства для статистического анализа изображений.

Исследование электропроводных свойств живой и повреждённой растительной ткани сорняков, а также динамики её проводимости выполнялось с помощью измерительных приборов (амперметры, вольтметры и осциллограф), преобразователей (шунты и добавочные сопротивления), системы сбора данных PCI-1711 и программного измерительного комплекса, реализованного на языке С++.

Результаты экспериментальных исследований подвергались численному анализу преимущественно с помощью математических систем Maple, MathCad и -дополнительных программных средств, разработанных-автором.— ---- - —

С помощью полученных экспериментальных зависимостей уточнялись имеющиеся сведения об электропроводных свойствах сорняков и их реакции на внешнее воздействие высоким напряжением различной формы.

Теоретические исследования заключались в разработке математических моделей электропроводных свойств сорняков, аппроксимирующих полученные экспериментальные данные и в использовании численных методов расчёта переходных процессов в схеме замещения растительной ткани. На основании сравнения полученных расчётных осциллограмм токов и напряжений с экспериментальными делался вывод о достоверности математических моделей.

После моделирования переходных процессов в растительной ткани сорняков определялись доза энергии, необходимая для гибели растительной ткани сорняков и теоретическая эффективность электрической прополки, как отношение числа погибших после прополки сорных растений к общему их числу за один проход электропрополыцика.

Научная новизна работы состоит в следующем: выявлены причины недостаточной эффективности используемых электропрополыциков;

- обоснованы дозы электрической энергии и время обработки растительной ткани сорняков при заданной напряженности поля до состояния патологического стресса сорняка; разработана математическая модель электропроводных свойств растительной ткани сорняков: конопля сорная, марь городская, щирица запрокинутая, осот полевой; исследован характер изменения параметров схемы замещения растительной ткани сорняков и их соотношение в процессе гибели;

- предложены принципы и критерии оценки повреждения сорняков при электропрополке;

- разработана математическая "модель " пространственного-расположения-надземной части сорняков в предэлектродной зоне;

- обоснована необходимость секционирования электродной системы используемых электропрополыциков на полях с высокой засорённостью;

- выявлена необходимость использования системы контроля состояния растительной ткани сорняков во время электрической прополки для предотвращения перерасхода энергии и дизельного топлива; представлена функциональная схема электропрополыцика с использованием разработанных приёмов повышения эффективности электрической прополки.

Практическую ценность работы составляют:

- методика расчёта числа секций электродной системы на один погонный метр её ширины захвата;

- зависимости длительности обработки сорняков, достаточной для их гибели, от напряжённости поля при различных формах напряжения;

- функциональная схема контроля состояния растительной ткани сорняков в процессе электрической прополки.

На защиту выносятся следующие основные положения работы:

1. Результаты исследования электропроводных свойств растительной ткани сорняков, динамики её электрической проводимости при внешнем воздействии высоким напряжением и уточненная методика расчёта параметров схемы замещения растительной ткани; экспериментальные данные о значении переходного сопротивления "рабочий электрод - стебель сорняка" при стационарной обработке и с перемещением электрода; математическая модель для его определения.

2. Результаты исследования плотности распределения сорняков по поверхности почвы и высоты их надземной части; модель пространственного расположения сорняка в предэлектродном пространстве; методика расчёта числа секций электродной системы пропольщиков.

3. Функциональная схема контроля состояния растительной ткани сорняков в процессе электрической обработки и пример её реализации для электроимпульсного электропрополыцика; функциональная схема электропрополыцика, использующего разработанные приёмы повышения эффективности прополки.

4. Зависимости длительности обработки растительной ткани исследованных видов сорняков и необходимой дозы энергии от напряжённости электрического поля для надёжной гибели.

- международной научно-практической конференции, посвящённой 100-летию со дня рождения заслуженного мелиоратора Р.Ф. д.с.н., профессора М.Н.Багрова в 2001 г.;

- ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской государственной сельхозакадемии по итогам научно-исследоватёльской работы в 2001.2003гг.-----------------------------— региональной студенческой научно-технической конференции "Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники" в 2003 г.;

- региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области 2001.2003 гг.

- международной научно-практической конференции "Проблемы АПК", посвящённой 60-летию Победы под Сталинградом в 2003 г.

- международной научно-практической конференции, посвящённой 60-летию образования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии в 2004 г.;

Армянова Н.К., Арнольда А.Э., Артюхова В.Г., Баева В.И., Баздырева Г.И., Бана А.Г., Басова A.M., Беженарь Г.С., Березина И.В., Бородина И.Ф., Булычева A.A., Варфоломеева С.Д., Верещагина А.И., Веселовой Т.В., Владимирова Ю.А., Волобуева А.Н., Волькенштейна М.В., Воробьёва В.А., Вяземского Т.И., Гулидова A.M., Давыдова A.C., Дипрозе М.Ф., Дудкина И.В., Живописцева E.H., Иваницкого Г.Р., Изакова Ф.Я., Исмаилова М.И., Казимира А.П., Кентон Р., Кларксона Д., Климова A.A., Коваленко Н.И., Кожевникова H.H., Кол К.С., Колье О.Р., Кудряшова Ю.Б., Кучеренко Г.С., Лотовой Л.И., Лунева М.И., Ляпина В.Г., Медведева С.С., Мелыценко С.Н., Мешкова A.A., Москаленко P.A., Мухаммадиева А., Недялкова H.A., Полова И.И., Попова В.М., Ревина В.В., Рубина А.Б., Рысс A.A., Савчука В.Н., Селье Г., Синюхина A.M., Слесарева В.Н., Спирина A.A., Стативкина Е.В., Сысенкова И.М., Тарусова Б.Н., Татура Т.А., Тверитина A.B., Трофимовой, Н.Б., Усаковского В.М., Фахрутдинова, Э.Н., Шогенова Ю.Х., Юдаева И.В. и др.

Место выполнения. Работа выполнена в Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии. Лабораторные экспериментальные исследования проведены на кафедре "Электротехнология в сельском хозяйстве". Полевые исследования были выполнены на экспериментальных полях НИИ "Орошаемого земледелия", на-южной окраине города Волгограда и-на севере-Волгоградской области - в Нехаевском районе.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Она изложена на 169 страницах основного текста, включает 66 рисунков, 8 таблиц, список использованной литературы из 162. наименований и 6 приложений.

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности электрического метода уничтожения сорной растительности"

Общие выводы

1) При изучении электропроводных свойств растительной ткани по её переходным характеристикам использовались измерительные прямоугольные импульсы напряжения амплитудой 0,5. 1,0 В на каждый миллиметр исследуемого образца с частотой чередования импульсов не более 200 Гц. При напряжённости поля свыше 1 В/мм проводимость растительной ткани сорняков сначала увеличивается, а затем при дальнейшем увеличении напряжённости -уменьшается в следствие закипания протоплазмы. На возрастающем участке кривой изменения электрической проводимости сорняков, как любой биологической системы, можно выделить три стадии и два устойчивого состояния: стадия тревоги - состояние физиологического стресса - стадия сопротивления — состояние патологического стресса - стадия истощения. Сорняк переходит в состояние физиологического стресса при воздействии на него внешним электрическим полем с амплитудой до 1 В/мм и количеством поглощённой энергии до 0,1 Дж/куб.см; это состояние характеризуется повышением метаболизма сорняка и не является опасным для его тканей. Патологический стресс растительной ткани соответствует максимуму скорости изменения её проводимости, сигнализирующей о переходе сорняка в состояние истощения; после снятия внешнего напряжения, сорняк, находясь в патологическом стрессе, может погибнуть или выжить. Начало испарения протоплазмы соответствует максимуму электрической проводимости - к этому моменту сорняк полностью погибает и начинается процесс высыхания. Максимум электрической проводимости растительной ткани и её скорость изменения зависят не только от биофизических параметров сорняка, но и от формы воздействующего напряжения. Момент гибели растительной ткани и соответствующее ей значение электрической проводимости определяется точкой, находящейся на временной зависимости проводимости между точкой перегиба (состояние патологического стресса) и максимумом проводимости (испарение протоплазмы).

2) Оценку повреждения в процессе электрической прополки по текущему значению коэффициента поляризации или по относительному совпадению формы импульса тока с формой импульса напряжения (при электроимпульсной обработке) можно реализовать с помощью решающих схем на основе операционных усилителей. В последнем случае при обработке растительной ткани высоковольтными П-образными импульсами напряжения сорняк уже можно считать погибшим, если форма импульса тока совпадает с формой импульса напряжения не менее, чем на 95%.

3) Секционирование электродной системы электропрополыцика с поочерёдным переключением источника питания на каждую из секций позволяет уменьшить количество одновременно обрабатываемых сорняков без снижения производительности установки. Длину секции следует рассчитывать, исходя из вероятности нахождения в предэлектродной зоне только одного сорняка, при известной средней засорённости поверхности почвы. Уменьшение длины каждой секции позволяет обеспечить практически 100%-ю эффективность прополки даже при очень сильном уровне засорённости без увеличения мощности источника питания. Но при очень большом количестве секций и высокой скорости перемещения время на контактирование сорняка с секцией электрода может оказаться недостаточ1 ibiм ~~ для его" гибели, и эффективность обработки уменьшится. Исходя из этого, максимально возможное количество секций электрода при скоростях до 5 км/ч должно быть не более 32 для любой формы напряжения, а для скоростей 5.9 км/ч - не более 15. При секционировании электродной системы в функциональной схеме электропрополыцика следует предусмотреть либо секционирование источника питания (если количество секций невелико), либо устройство для переключения источника питания поочерёдно на каждую из секций. Окончательный выбор варианта секционирования должен осуществляться с помощью технико-экономического расчёта.

4) Систему контроля состояния растительной ткани во время обработки целесообразно использовать совместно с секционированием электродной системы. При этом эффективность обработки не изменится, а экономия энергоресурсов возрастёт. При использовании П-образных импульсов напряжения эта система может быть построена на основе измерительно-решающей схемы, определяющей текущее значение коэффициента поляризации, как произведение коэффициента формы импульса тока на коэффициент амплитуды. Для любой другой формы напряжения система контроля состояния растительной ткани должна принимать решение о гибели сорняка в случае совпадения формы импульса тока с формой импульса напряжения не менее, чем на 95% или по отрицательному значению первой производной амплитуды тока. В качестве точек отсчёта для сравнения импульсов следует использовать моменты перехода импульса напряжения через ноль.

5) Технико-экономические показатели использования разработанных приёмов повышения эффективности электропрополки на полях картофеля и сахарной свеклы более, подтверждают экономическую целесообразность их применения при высоком уровне засорённости до 50 экз./м на полях большой площади (до 100 га): дополнительный чистый годовой доход при этом составляет до 42000 р/га; рентабельность - до 5,53; срок окупаемости - до 1 года; внутренняя норма доходности - до 300%. Переход от синусоидального источника питания к импульсному с секционированием рабочих электродов экономически оправдано только для установок ЭРПИК (Россия) и Ь'А^псНб'с" (Франция)" прйГобъёмс работ более 50 га с засорённостью более 5 экз./кв.м; для установки 1ЛУ-5 (США) -использование импульсного источника напряжения эффективно при засорённостях 10.20 экз./кв.м и объёме работ более 100 га. При меньшем объёме работ (до 10 га) для всех существующих моделей электропрополыциков достаточно использовать только секционирование электродной системы без замены источника питания, а дополнительная установка системы контроля состояния растительной ткани приведёт к росту прибыли на 5.8%).

Библиография Елисеев, Дмитрий Сергеевич, диссертация по теме Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

1. Method and apparatus for using electrical current to destroy grasses and weed. Текст.: a.c. 3919806 USA: МПК A 01 M 21/00; заявитель Lasco, Inc., Greenwood, Miss. №520230; заявл. 01.11.74; опубл. 18.11.75. - 6 с. ил.

2. Method and apparatus for using electrical current to destroy weeds in and around crop rows. Текст.: a.c. 4094095 USA: МПК A 01 M 21/00; заявитель Lasco, Inc., Greenwood, Miss. №795087; заявл. 09.05.77; опубл. 13.06.78. - 8 с. ил.

3. On The Lambert W Function. Текст.: / R.M. Corless [и др.]. -Advances in Computational Mathematics 5, 1996 c. 329-359.

4. Аксёнов, С.И. Вода и её роль в регуляции биологических процессов. Текст.: / С.И. Аксёнов. Москва-Ижевск.: Институт компьютерных исследований, 2004. - 212 с.

5. Анализ двухполюсников. Программа.: Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №7333 / Елисеев Д.С.; заявитель и патентообладатель Волгоград, Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия, № 50200602141; заявл. 13.12.2006.

6. Антонов, В.Ф. Липидные поры: стабильность и проницаемость мембран. Текст.: / В.Ф. Антонов // Соровский образовательный журнал. 1998. -№10.

7. Арнольд, А.Э. Электроразрядный прополыцик. Текст.: / А. Э. Арнольд // Сельский механизатор. 1988. - №4. - с.22.,.23.

8. Артохин, К.С., Атлас Сорные растения. Текст.: / К.С. Артохин -Ростов-на-Дону, 2004. 144 с.

9. Артюхов, В.Г. Биофизика. Текст.: учеб. пособие. / В.Г. Артюхов, Т.А. Ковалева, В.ГТ. Шмелев.: Воронеж: Изд-во ВГУ, 1994. - 336 с.

10. Баев, В.И. Исследование влияния формы искрового импульса на повреждение растительной ткани. Текст.: / В.И. Баев // Труды Волгоградского СХИ. Волгоград, 1978. - с.45.,.50.

11. Баев, В.И. Методика оценки состояния сорной растительности при электрической обработке. Текст.: / В.И. Баев [и др.]. // Электрические аппараты и электротехнологии сельского хозяйства. Сборник научйь1х трудов. Москва, 2002.-с.71-74.

12. Баев, В.И. Напряжение установок для электрической обработки растений. Текст.: / В.И. Баев // В сб: тезисы докладов межреспубликанской научно-практической конференции "Электротехнология в с.х. производстве". -Ташкент, 1990. С.9.10.

13. Баев, В.И. Необходимость секционирования электродной системы для электрического уничтожения сорняков. Текст.: / В.И. Баев., Елисеев Д.С.// Научный вестник. Инженерные науки. Выпуск 4; Волгоград: 2003. с.99-101.

14. Баев, В.И. Подведение энергии к растительному объекту при его электроимпульсной обработке. Текст.: / В.И. Баев // Электронная обработка материалов. 1990. - №6. - с.85.,.87.

15. Баев, В.И. Сорные растения, как объекты электрического воздействия. Текст.: / В.И. Баев [и др.]. // Электрические аппараты и электротехнологии сельского хозяйства. Сборник научных трудов. Москва, 2002. -с.68-71

16. Баев, В.И. Технологическая эффективность электроимпульсной обработки сорняков. Текст.: / В.И. Баев, И.В. Юдаев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2001. №10. - с. 17.19.

17. Баев, В.И. Электроимпульсная предуборочная обработка растений подсолнечника и табака. Текст.: монография / В.И. Баев, И.Ф. Бородин. -Волгоград: Изд-во Москва, 2001. 128 с.

18. Баев, В.И. Электроимпульсная предуборочная обработка растений подсолнечника и табака. Текст.: автореферат диссертации докт. техн. наук: / Баев Виктор Иванович. В., 2001. - 36 с.

19. Баев, В.И. Энергетическая оценка электротехнологий в растениеводстве. Текст.: / В.И. Баев, И.Ф. Бородин, E.H. Живописцев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2001. - №4. - с.8.,.11.

20. Баздырев, Г.И. Борьба с сорняками в современных системах земледелия. Текст.: / Г.И. Баздырев // Защита и карантин растений. 1999. - №2. -С.31.

21. Баздырев, Г.И. Нежелательная растительность и меры борьбы с ней в современном земледелии. Текст.: / Г.И. Баздырев — М.: Колос, 2001. 350 с.

22. Бан, А.Г. Электрооборудование высоковольтного импульсного культиватора. Текст.: / А.Г. Бан., З.К. Нуриев, В.И. Топорков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1990. - №10. - С.39.40.

23. Басов, A.M. Вольтамперные х а р а кт е р и сг и к и ж и в о ира стител ы ю й ткани. Текст.: / A.M. Басов, A.A. Мешков // Сб. научн. тр. ЧИМЭСХ.т

24. Применение электромагнитных полей в процессах сельскохозяйственного производства. Челябинск, 1986. - С.30.35.

25. Батуев, И.П. Критерий эффективности электроплазмолиза. Текст.: / И.П. Батуев, A.B. Зайнишев // Сб. научн. тр. ЧИМЭСХ. Электрификация мобильных сельскохозяйственных агрегатов. Челябинск, 1991. — С.46.51.

26. Беженарь, Г.С. Исследование процесса электрообработки массы растений переменным током на косилках-плющилках. Текст.: автореферат диссертации канд. техн. наук: / Беженарь Г. С. Киев, 1980. - 21 с.

27. Беженарь, Г.С. Условия определения электрической проводимости массы растений, как объекта обработки переменным током.

28. Текст.: / Г.С. Беженарь // Электронная обработка материалов. 1989. - №4. -с.71.73.

29. Березин, И.В. Основы физической химии ферментативного катализа. Текст.: учеб. пособие для студентов хим. и биолог, фак. ун-тов. / И.В. Березин, К.Б. Мартинек. М.: Высш. школа, 1977. - 280 с.

30. Биофизика. Текст.: учеб. для студ. высш. учеб. заведений / В.Ф. Антонов [и др.]. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 288 с.

31. Биофизика. Текст.: / Ю.А. Владимиров [и др.]. М.: Медицина, 1983.-272 с.

32. Бородин, И.Ф. Проблемы борьбы с сорняками. Текст.: / Бородин И.Ф., Тарушкин В.И. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1987.Ю № 9. - с.94-54.

33. Бородин, И.Ф., Шогенов Ю.Х. Потенциал и устойчивость растений. Текст.: / И.Ф. Бородин, Ю.Х. Шогенов // Сельский механизатор. -1999. -№8.-с.31.

34. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. Текст.: / И.Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. - 608 с.

35. Булычев, A.A. Практикум по биофизике. Тёкст.Г учеб. пособие для биол. спец. вузов / A.A. Ревин, В.Н. Верхотуров, Б.А. Гуляев и др.; под ред. А.Б. Рубина. - М.: Высш. шк„ 1988. - 359 с.

36. Варфоломеев, С.Д. Биокинетика: Практический курс. Текст.: / С.Д. Варфоломеев, К.Г. Гуревич. М.: ФАИР-ПРЕСС, 1999. - 720 с.

37. Верещагин, А.И. Электрическая энергия против бодяка полевого. Текст.: / А.И. Верещагин, И.С. Швец // Защита растений. 1989. - №3. — с.23.

38. Вержбицкий, В.М. Численные методы (математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения). Текст.: / учеб.пособие для вузов / В.М. Вержбицкий. 2-е изд., испр. - М.: ООО "Издательский дом" "ОНИКС 21 век", 2005. - 400 с.

39. Веселова, T.B. Стресс у растений (биофизический подход).

40. Текст.: / Т.В. Веселова, В.А. Веселовский, Д.С. Чернавский. М.: Издательство московского университета, 1993. - 144 с.

41. Владимиров, Ю.А. Биологические мембраны и незапланированная смерть клетки. Текст.: / Ю.А. Владимиров // Соросовский образовательный журнал. Том 6. 2000. - №9. - с.2,.,9.

42. Волобуев, А.Н. Биофизика. Текст.: / А.Н. Волобуев. Научное издание. Самара: Самарский дом печати, 1999. - 168 с.

43. Волькенштейн, М.В. Биофизика. Текст.: учеб. руководство, 2-е изд., доп. и порераб./ М.В. Волькенштейн. М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.-592 с.

44. Волькенштейн, М.В. Общая биофизика. Текст.: монография / М.В. Волькенштейн. М.: главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1978.

45. Вяземский, Т.И. Электрические явления растений. Текст.: / Т.И. Вяземский. -М.: Унив.тип., 1901. 134 с.

46. Государственный доклад. "О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 1998 году": п.4.3. Загрязнение прод}Чстов^пита11Ия ко11тами11антами химическойприроды: // Экологический вестник России. 2000. - №8. - C.3.5.

47. Гулидов, A.M. Борьба с сорной растительностью. Текст.: / A.M. Гулидов // Защита и карантин растений. 1996. - №2. - с. 14. 18.

48. Давыдов, A.C. Биология и квантовая механика. Текст.: / A.C. Давыдов Киев: Наукова думка, 1979. - 296 с.

49. Дудкин, И.В. Влияние приёмов борьбы с бодяком полевым на его корневую систему. Текст.: / И.В. Дудкин // Защита и карантин растений. 1998. №11.- с.22.

50. Елисеев, Д.С. Автоматический контроль состояния растительной ткани сорняков при электрообработке. Текст.: / Д.С. Елисеев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2004. - №3. - с.21-22.

51. Елисеев, Д.С. Определение вида распределения сорняков по поверхности поля. Текст.: // Материалы VII-VIII региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области; Волгоград: 2004. с.98-100.

52. Захаренко, A.B. Обработка почвы и засорённость посевов. Текст.: /A.B. Захаренко//Земледелие. 1997. - №1.-с.20.,.22.

53. Захаренко, A.B. Энергетическая оценка способов борьбы с сорняками. Текст.: / A.B. Захаренко // Земледелие. 1996. - №1. - 41.42.

54. Иваницкий, Г.Р. Математическая биофизика клетки. Текст.: / Г.Р. Иваницкий, В.И. Кринский, Е.Е. Сельков. М.: «Наука», 1978. - 308 с.

55. Изаков, Ф.Я. Перспективы использования СВЧ-энергии для борьбы с сорной растительностью. Текст.: / Ф.Я. Изаков, Б.А. Матвеев. // Труды ЧИМЭСХ. -Вып.165. 1980. - с.93-95.

56. Исмаилов, М.И. Электроимпульсная интентификация извлечения дынного сока. Текст.: / М.И. Исмаилов, Ю.М. Прихожко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2000. - №7. - С.28.29.

57. Исмаилов, М.И. Электроимпульсная обработка плодоовощной продукции. Текст.: / М.И. Исмаилов, Ю.М. Прихожко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2000. - №3. - с. 12.

58. Казакевич, Л.И. Сорняки и меры борьбы с ними. Текст.: / Л.И. Казакевич, Г.В. Потапов. Волгоград^969— 81 с.-----------------------------------------

59. Казимир, А.П. Исследование экспериментального рабочего органа для электроимпульсной обработки растительного сырья. Текст.: / А.П. Казимир, И.М. Сысенков // Научн. тр. НИИПТИМЭСХ Нечерноземной зоны РСФСР.-Л., 1978.-С.25.28.

60. Кларксон Д. Транспорт ионов и структура растительной ткани. Текст.: / Д. Кларксон. Пер. с англ. М.Г. Дуниной. Под ред. А.Б.хмистрова. М.: Мир, 1979.-368 с.

61. Климов, А.А. О действии электроискрового разряда на живые растительные организмы и возможности его практического использования в с.х. производстве. Текст.: / А.А. Климова // Тр. ВСХИ. 1964, т. 16. - С.339.345.

62. Климов, А.А., Савчук В.Н., Баев В.И. О некоторых электрофизических параметрах и свойствах растительной ткани, какобъекта электроискрового воздействия. Текст.: / A.A. Климов // Электронная обработка материалов. 1970. - №1. - с.66.,.71.

63. Кожевников, H.H. Практические рекомендации по использованию методов оценки экономической эффективности инвестиций в энергосбережение. Текст.: Пособие для вузов / H.H. Кожевников, Н.С. Чинакаева, Е.В. Чернова E.B. М.: МЭИ, 2000. - 132 с.

64. Кол, К.С. Нервный импульс (теория и эксперимент). Текст.: / К.С. Кол // Теоретическая и математическая биология. М.: Мир, 1968. - С.154.193.

65. Кол, К.С. Успехи в разработке электрических моделей клеток и аксонов. Текст.: / К.С. Кол // Вопросы биофизики. Материалы первого международного биофизического конгресса. М.: Наука, 1964. - С.87.102.

66. Колье, О.Р. Биофизика ритмического возбуждения. Текст.: / О.Р. Колье, Г.В. Максимов, Ч.Н. Раденович. М.: Изд-во МГУ, 1993. -208 с.

67. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и -инженеров.--Текст.:-/-1::7Корн, ТтКорн-- Мт:-Наука-1968 -720 с=-----------

68. Кудряшов, Ю.Б. Основы радиационной биофизики. Текст.: учеб. / Ю.Б. Кудряшов, Б.С. Беренфельд. М.: Изд -во Моск. ун-та, 1982. - 304 с.

69. Кучеренко, Г.С. Методика измерения электроконтактного сопротивления. Текст.: / Г.С. Кучеренко // Электронная обработка материалов. -1968. -№1.-с.88.92.

70. Лакин, Г.Ф. Биометрия. Текст.: / Г.Ф. Лакин: 3-е изд., доп. и перераб. -М.: Высш. школа, 1980. 293с.

71. Лотова, Л.И. Морфология и анатомия высших растений. Текст.: / Л.И. Лотова-М.: Эдиториал УРСС, 2001. 528 с.

72. Лунев, М.И. Экологические аспекты применения гербицидов в растениеводстве. Текст.: / М.И. Лунев, Л.Г. Кретова М.: ВНИИТЭРЗАгропром, 1992.-48 с.

73. Ляпин, В.Г. Способ борьбы с сорной растительностью переменным электрическим током. Текст.: автореферат диссертации канд. техн. наук: / Ляпин В. Г. Челябинск, 1983. - 20 с.

74. Мальцев, А.И. Сорная растительность СССР и меры борьбы с ней. Текст.: / А.И. Мальцев Л.-М.: Сельхозиздат, 1962. - 272 с.

75. Медведев, С.С. Электрические поля и рост растений. Текст.: / С.С. Медведев // Электронная обработка материалов 1990. - №3. - С.68.74.

76. Мелещенко, С.Н. К вопросу о природе изменений электрических свойств растительной ткани при изменении внешних условий. Текст.: / С.Н. Мелещенко // Биофизика. 1965. - 10. - №3. - С.78.98.

77. Мелещенко, С.Н. Местная реакция листа растения на действие переменного тока низкой частоты. Текст.: / С.Н. Мелыценко, О.О. Ляпин // Докл. ВАСХНИЛ. 1965, №4 - С.17.20.

78. Мелыценко, С.Н. Электрическая характеристика жёсткой реакции-листа-растения-на-действие электрического тока звуковых-частот. Текст.: / С.Н. Мелыценко, О.О. Ляпин // Биофизика том VIII. вып.З. - 1063. -с.367.,.374.

79. Методические рекомендации по оценке топливно-энергетических затрат на выполнение механизированных процессов в растениеводстве.

80. Текст.: / М.: Минсельхоз СССР, ВАСХНИЛ, 1985. 44 с.

81. Мешков, A.A. Борьба с сорняками с помощью электрического тока. Текст.: / A.A. Мешков, В.Г. Ляпин, А.Г. Таскаева // Земледелие. 1981. -№9. - с.59.

82. Мешков, A.A. Механизм разрушения сорных растений электрическим током. Текст.: / A.A. Мешков, В.М. Попов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1996. №3. — с.20.

83. Мешков, A.A. Электроэнергетический агрегат для уничтожения сорных растений электрическим током. Текст.: / A.A. Мешков, В.В. Ровба, С.А. Коповцев // Сб. научн. тр. ЧИМЭСХ. Использование электронно-ионной технологии. Челябинск, 1985. - с.79.,.81.

84. Москаленко P.A. Горчак ползучий и приёмы ликвидации его очагов. Текст.: / P.A. Москаленко, В.В. Затямина, Д.Н. Юрканов // Защита и карантин растений. 1999. - №4. - с.35,.,36.

85. Мухаммадиев А. Разработка параметров электростерилизатора для обеззараживания стеблей и корней хлопчатника, заражённого вилтом. Текст.: автореферат диссертации канд. техн. наук: / Мухаммадиев А. М., 1982. -23 с.

86. Мухаммадиев А. Совершенствование технологии обработки хлопчатника электронагревом. Текст.: / А. Мухаммадиев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1986. - №12. - с. 52.53.

87. Мухаммадиев А. Электрообработка хлопчатника. Текст.: автореферат диссертации канд. техн. наук: / Мухаммадиев А. М., 1992. - 39 с.

88. Мухаммадиев А. Электротехнология возделывания и защиты хлопчатника. Текст.: / А. Мухаммадиев // Механизация и электрификация сельскогохозяйства.™1985.-- №8. с.22.---------------------

89. Надежность и гомеостаз биологических систем. Текст.: И.А. Аршавский [и др.]. Киев: Наукова думка, 1988. - с. 112-124.

90. Научно обоснованные системы сухого земледелия Волгоградской области в 1986-1990 гг. Текст.: Волгоград: Ниж.-Волж. кн. изд-во, 1986. -256с.

91. Некоторые электрические характеристики свекольной ткани. Текст.: Б.Н. Жарик [и др.]. // Электронная обработка материалов. 1989. - №6. с.73.74.

92. Обоснование построения СВЧ-устройства для борьбы с сорняками. Текст.: / И.Ф.Бородин [и др.] // Сборник научных трудов МИИСП. -1980. с.56-60.

93. Попов, B.M. Импульсный источник электрической энергии для электроразрядного прополыцика. Текст.: / В.М. Попов, Э.Ю. Бурлаков // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 1998. - с. 99. 104.

94. Ю.Попов, В.М. Методика оценки параметров электропропольщика. Текст.: / В.М. Попов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1996. -№5.-с.16.Д7.

95. Ш.Попов, В.М. Трёхфазный электропропольщик с универсальной электродной системой. Текст.: автореферат диссертации канд. техн. наук: / Попов Виталий Матвеевич—Челябинск,-1994.-—1-7-е.----------------------

96. Попов, В.М. Электрический ток высокого напряжения в технологии уничтожения сорной растительности. Текст.: автореферат диссертации докт. техн. наук: / Попов Виктор Матвеевич. Челяб.: 1999. - 40 с.

97. Ревин, B.B. Биофизика. Текст.: учеб. / В.В. Ревин, Г.В. Максимов, О.Р. Колье. под ред. проф. А.Б. Рубина. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002. - 156 с.

98. Рекомендации по борьбе с сорняками на зерновых культурах. Текст.: // Защита и карантин растений. 2001. - №3.

99. Рубин, А.Б. Термодинамика биологических процессов. Текст.: учеб. пособие. 2-е изд; / А.Б. Рубин. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. - 290 с.

100. Рысс, A.A. Автоматическое управление температурным режимом в теплицах. Текст.: / A.A. Рысс, Л.И. Гурвич. М.: Агропромиздат, 1986. -128с.

101. Свойства и параметры сорных растений, как объектов электрической прополки. Текст.: монография / В.И. Баев [и др.]. Волгоград:, 2004. - 128 с.

102. Селье, Г. На уровне целого организма. Текст.: / Г.Селье. М.: Наука, 1972. - 122с.

103. Синюхин, A.M. Коэффициент поляризации клеток, как показатель жизнеспособности древесных растений. Текст.: / A.M. Синюхин [и др.]. // Электронная обработка материалов. — 1967. №2. — С.47.49.

104. Слесарев, В.Н. -Уничтожениесорняков—электрическим—током.^

105. Текст.: / В.Н. Слесарев, Н.Ю. Губанова, Б.В. Нечаев // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1970. - №12. — C.45.46.

106. Смирнов, Б.М. Борьба с сорняками в Поволжье. Текст.: / Б.М. Смирнов. Саратов.: Приволжское книжное издательство, 1975. — 183 с.

107. Сорочану, Н.С. Исследование растительной ткани, как элемента электрической цепи. Текст.: / Н.С. Сорочану // Электронная обработка материалов. 1983. - №1. - с.67.71.

108. Сорочану, Н.С. Исследование электроплазмолиза растительных материалов с целью интенсификации процесса их сушки. Текст.: автореферат диссертации канд. техн. наук: / Соручану Н.С. Кишинёв, 1979. - 28 с.

109. Состояние и тенденции развития электрических способов и оборудования для борьбы с сорняками. Текст.: / A.B. Твиритин [и др.]. М.:1. ВНИИТЭИСХ, 1984. 65 с.

110. Спирин, A.A. Электрические импульсы высокого напряжения в проблеме борьбы с сорняками. Текст.: автореферат диссертации докт. техн. наук: / Спирин А. А. Баку, 1953. - 32 с.

111. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. Текст.: / B.C. Королюк [и др.]. М: Наука, 1978. 640 с.

112. Стативкин, Е.В. Влияние электроимпульсной обработки на поражение ткани ягод винограда. Текст.: / Е.В. Стативкин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1983. №12. — С.49.51.

113. Сысенков, И.М. Влияние режимов обработки травы электрическим током на продолжительность её сушки. Текст.: / И.М.

114. Сысенков // Научн. тр. НИИПТИМЭСХ Нечерноземной зоны РСФСР. Вып 23. 1, 1977. - С.95.101.

115. Сысенков, И.М. Реакция скошенной травы на действие электрического тока. Текст.: / И.М. Сысенков // Тр. НИИПТИМЭСХ Северо-Запад. Вып. 21.-1, 1977. с. 52.56.

116. Тарусов, Б.Н. и др. Биофизика. Текст.: / Б.Н. Тарусов, Колье О.Р. -М.: Высшая школа. 1986. - 468 с.

117. Татур Т.А. Состояние и тенденции развития электрических способов и оборудования для борьбы с сорняками. Текст.: / Т.А. Татур [и др.]. / Обзорная информация. М.: ВНИИТЭИСХ, 1984-654 с.

118. Тверитин, A.B. Уничтожение сорняков током высокого напряжения. Текст.: / A.B. Тверитин, Н.Б. Трофимова // Электронная обработка материалов. 1986. - №3. - с.52-56.

119. Твиритин A.B. Новый метод и оборудование для уничтожения сорняков током высокого напряжения. Текст.: / A.B. Исаева, P.C. Суханова. // Сельское хозяйство за рубежом. 1983. - №9. - с. 11-17.

120. Твиритин A.B. Уничтожение сорняков током высокого напряжения. Текст.: / A.B. Твиритин, Н.Б. Трофимова. // Электронная обработка-материалов.--1986. №3. - с.52-56.-------------------------------

121. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника. Текст.: / У. Титце, К.Шенк. М.: Мир, 1982.-512 с.

122. Трофимова, Н.Б. Использование импульсного разряда для борьбы с сорняками. Текст.: / Н.Б. Трофимова // Электрификация мобильных и стационарных процессов в растениеводстве. Научные тр. ВИЭСХ. — 1983, т. 59. -с. 37.51.

123. Усаковский, В.М. Подход к созданию импульсной системы электропитания для электропрополки. Текст.: / В.М. Усаковский // Докл. 2.47 в сб. Электротехника 2010 года. Звенигород: ВЭИ - с. 320.325.

124. Устройство для борьбы с сорняками и вредителями. Текст.: а.с. 1029944 СССР: МПК А 01 М 21/04 Рудаков Г.М., Мухаммадиев А., Юльчибаев М.Р.,Адимиров А.Б., Трофимова Н.Б., Анофричук В.П., Пальмин Г.И.,

125. Черемисина Л.А.; заявитель Среднеазиатский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства №3402833/30-15; заявл. 24.02.82; опубл. 23.07.83, Бюл.№ 27. - 3 е.: ил.

126. Устройство для уничтожения сорняков. Текст.: а.с. 1266489 СССР: МПК А 01 в 7/00, А 01 М 21/00 Мережинский Ю.Г., Мордерер Е.Ю.; заявитель Институт физиологии растений АН УССР №3775737/30-15; заявл. 20.07.84; опубл. 30.10.86, Бюл.№ 40. -2 е.: ил.

127. Устройство для уничтожения сорняков. Текст.: а.с. 1762800 СССР:

128. МПК А 0107/00БанА.Е.,Максименко И.Е.;заявитель--Брянский—селскохозяйственный институт №4804365/15; заявл. 25.01.90; опубл. 23.09.92, Бюл.№ 35. - 2 е.: ил.

129. Устройство для электрообработки растений. Текст.: а.с. 1547800 СССР: МПК А 01 М 21/04 Пятецкий Б.Ф., Цаун В.В.; заявитель Всероссийский научно-исследовательский институт сои №4347554/30-15; заявл. 22.12.87; опубл. 07.03.90, Бюл.№ 9. - 3 е.: ил.

130. Фахрутдинов, Э.Н. Электроимпульсная обработка хлопчатника и сорняков. Текст.: автореферат диссертации докт! техн. наук: / Фахрутдинов Э. Н.-М., 1995.-31 с.

131. Черников, А.И. Агроэкология. Текст.: / А.И. Черников. М.: Колос, 2000.-536 с.

132. Чесалин, Г.А., Сорные растения и борьба с ними. Текст.: / Г.А. Чесалин М.: Колос, 1975. - 255 с.

133. Чирков, Ю.Г. Фотосинтез два века спустя. Текст.: / Ю.Г. Чирков. -М.: Знание, 1981. 132с.

134. Юдаев, И.В. Зависимости степени повреждения ткани сорных растений от параметров электрического воздействия. Текст.: / И.В. Юдаев, Д.С. Елисеев. // Материалы VI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. 2002. — с.66-67.

135. Юдаев, И.В. Измерение параметров схемы замещения растительной ткани при электрическом повреждении. Текст.: / И.В.Юдаев., Д.С. Елисеев // Материалы V региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области; Волгоград: 2001.

136. Юдаев, И.В. Обоснование измерительных электродов для исследования электропроводности живой растительной ткани. Текст.: / И.В.Юдаев., Д.С. Елисеев // Материалы V региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области; Волгоград: 2001.

137. Юдаев, И.В. Обоснование технологических параметров электроимпульсного уничтожения сорной растительности. Текст.: автореферат диссертации канд. техн. наук: / Юдаев Игорь Викторович. — М., 2002. -36 с.

Похожие работы

Процессы и машины агроинженерных систем
05.20.00