автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности технологического процесса повторного посева зерновых культур путём оптимизации режимов работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 с трактором класса 1,4

На правах рукописи

ХОДЖИЕВ БАХТИЁР БОБОЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОВТОРНОГО ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПУТЁМ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОМБИНИРОВАННОЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕ-ПОСЕВНОЙ МАШИНЫ КМ-1,8 С ТРАКТОРОМ КЛАССА 1,4

Специальность: 05.20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

2 8 НОЯ 2013

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин - 2013

005540363

Работа выполнена в Таджикском аграрном университете имени Шириншоха Шотемура Министерства сельского хозяйства Республики Таджикистан

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Ахмадов Бахромджои Раджабович

Официальные оппоненты: Керимов Мухтар Ахмиевич,

доктор технических наук, профессор кафедры «Тракторы и автомобили» ФГОУ ВИО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Баранов Леонид Николаевич,

кандидат технических наук, главный инженер ОАО ПЗ « Красногвардейский»

Ведущая организация: Северо-Западная государственная машинно-испытательная станция.

Защита диссертации состоится 10 декабря 2013 г. в 13 часов 30 мин на заседании диссертационного совета Д 220.60.06 при ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу: 196601, г. Санкт-Петербург, Пушкин, Академический проспект, д. 23, ауд. 2.719

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет». Сведения о защите и размещены на сайте ВАК РФ www.vak.ed.gov.ni

Автореферат разослан 2013г. и размещен на

официальном сайте ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» httt)://www.spbgau.ru

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

1.0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Энергетический кризис, наступивший в середине 80-х годов прошлого века, повысил остроту топливно-энергетической проблемы во всех отраслях народного хозяйства, что вынудил пересмотреть существующие подходы к рациональному использованию энергоресурсов. В связи с этим ученые различных стран разрабатывают новые методы, технические средства и технологии, которые позволяют повысить их эффективность, снизить затраты труда и энергии на производство сельскохозяйственной продукции.

Совмещение технологических операций позволяет снизить энергетические затраты на производства продукции за счет уменьшения удельной материалоемкости и сокращению времени на обслуживание комбинированных машин, улучшения качества и сокращения сроков проведения полевых работ.

В целом проблеме повышения эффективности технологий возделывания сельскохозяйственных культур и использования МТА посвящены работы В.Н. Болтинского, Б.А. Линтварева, А.Х. Морозова, Ю.К. Киртбая, Н.С. Ждановского, С.А. Иофинова, Ф.С. Завалишина, A.B. Николаенко, В.И. Фортуны, Р.Ш. Хабатова, JI.E. Агеева, Б.А. Улитовского, В.А. Аллилуева, B.C. Шкрабак, Е.И. Давидсона, В.Д. Попова, В.Г. Еникеева, А.П. Савельева, М.А. Новикова, A.M. Валге, М.А. Керимова, Юсупова Р.Х., Н.И. Джабборова, C.B. Глотова, В.А. Смелика, В.А. Эвиева и других ученых.

Учитывая изложенное, в Таджикском аграрном университете была разработана комбинированная почвообрабатывающе-посевная машина КМ-1,8 «Кишоварз» с целью обеспечения одновременной обработки почвы и посева повторных сельскохозяйственных культур в оптимальные агротехнические сроки.

Тема диссертационной работы соответствует тематическому плану НИОКР Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур и утверждена Ученым советом 23 января 2009 года (протокол № 5/3).

Целью исследований является обоснование оптимальных режимов работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с трактором класса 1,4, обеспечивающих

повышение эффективности технологического процесса повторного посева зерновых культур в условиях Республики Таджикистан.

Объект исследований. Комбинированная

почвообрабатывающе-посевная машина КМ-1,8 «Кишоварз» в агрегате с трактором класса 1,4 МТЗ-82.1, специально оборудованная для проведения экспериментальных исследований и технологический процесс одновременной обработки почвы, и посев зерновых культур.

Предмет исследований. Закономерности изменения агротехнических, энергетических и технико-экономических показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

Научная новизна. Усовершенствована методика определения оптимальных эксплуатационных параметров и режимов работы МТА. Установлены количественные характеристики и закономерности изменения средних и оптимальных значений вероятностных оценок агротехнических, энергетических, технико-экономических

показателей, обоснованы оптимальные режимы работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз», обеспечивающие эффективное его функционирование.

Практическая значимость диссертации заключается:

- в разработанной комбинированной почвообрабатывающе -посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз», обеспечивающей одновременную обработку почвы и посев зерновых культур;

-.в обоснованных оптимальных режимах работы МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и одобрены:

- на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, г. Душанбе в 2010-2012 гг.;

- на международной научно-практической конференции «Эффективное использование биоклиматических факторов при выращивании сельскохозяйственных культур на пахотных землях», посвященную 20-летию ХУ1 сессии Шурой Оли Республики Таджикистан и 15-летию Национального примирения, - Душанбе, 31 марта 2012 г.;

- на Совете факультета механизации Таджикского аграрного

университета имени Шириншо Шотемур в 2010-2013 гг.;

Внедрение. Результаты исследований внедрены в отделе механизации Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук; в семеноводческом хозяйстве имени Дзержинского Гиссарского района; в учебном процессе на факультете механизации сельского хозяйства Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано всего 7 работ, в том числе в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ - 4.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 128 наименований и 4 приложений. Она включает 46 рисунков и 27 таблиц, общий объем работы 153 страницы.

На защиту по специальности 05.20.01-технологии средства механизации сельского хозяйства выносятся следующие основные научные положения:

1. Усовершенствованная методика определения оптимальных эксплуатационных параметров и режимов работы тракторов, оснащенных обычными дизельными двигателями, обеспечивающие комплексное решение проблемы минимизации расхода энергии и повышения производительности МТА при выполнении технологических процессов, основные принципы которой заключаются:

- в обосновании и формировании сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА, соответствующей критерию минимума топливно-энергетических затрат;

- в учете вероятностно-статистических связей эксплуатационных параметров и показателей качества работы МТА.

2. Количественные характеристики и закономерности изменения средних и оптимальных значений вероятностных оценок энергетических, технико-экономических и агротехнических показателей комбинированного почвообрабатывающее - посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

3. Оптимальные режимы работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз», обеспечивающие эффективное его функционирование по минимуму топливно-энергетических затрат и результаты внедрения научных разработок, подтвержденных документами.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано краткое обоснование актуальности темы диссертации и сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту по специальности 05.20.01.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» приведен краткий обзор литературы по анализу почвенно-климатических условий Таджикистана, структуры посевных площадей, оптимизации параметров и режимов работы МТА, методов и критериев оценки эффективности технологических процессов и функционирования МТА, контроль качества технологических процессов. На основе анализа сформулированы цель и задачи исследования. В соответствии с целью исследовании были предусмотрены решение следующих задач:

1. Анализ природно-производственных условий Таджикистана и особенностей производства сельскохозяйственной продукции при повторных посевах.

2. Определение вероятностно-статистических оценок и эмпирических зависимостей эксплуатационных параметров почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» для конкретных условий его функционирования.

3. Определение показателей эксплуатационно-технологической оценки работы почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с тракторами класса 1,4.

4. Обоснование выбора критериев эффективности и сбалансированной системы эксплуатационных параметров МТА.

5. Обоснование оптимальных режимов работы почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с трактором класса 1,4.

6. Оценка эффективности использования почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с трактором класса 1,4.

Во второй главе изложены теоретические основы определения оптимальных значений параметров и режимов работы МТА. При определении количественных характеристик вероятностных оценок эксплуатационных параметров МТА при выполнении технологических процессов применялись методики профессоров С.А. Иофинова и Л.Е. Агеева.

Математическая модель МТА рассматривается как многомерная система со многими входными и выходными

параметрами. Однако для практических целей достаточного ограничиться одномерной моделью (рисунок 1) , когда каждое входное воздействие влияет на какой-либо один из выходных параметров МТА.

Входным параметром (аргументом) является крутящий момент

Мк на коленчатом валу двигателя и тяговое усилие Ркр трактора,

плотность распределения вероятностей которых равна:

<р(М,) = (<т„л/2р)Л

-(Л/, -Ы,)2 /(2о1) /

[Ц

<р(Р,р) = {а

ехр

(Л» - Л,)2

(2 а\)

(2)

где Мк - математическое ожидание крутящего момента на коленчатом валу двигателя; См — среднее квадратическое отклонение

крутящего момента на коленчатом валу двигателя; -Р.

математическое ожидание тягового усилия трактора;

• СГ

кр

■ среднее

квадратическое отклонение тягового усилия гкр трактора. Вероятностно-статистические оценки энергетических и технико-экономических параметров МТА при случайных аргументах Мк и

Ркр рассчитывались по общеизвестным формулам.

л/

Рисунок 1 -

Схема к определению вероятностно-статистических

оценок энергетических параметров МТА

При выборе критериев и формировании сбалансированная система эксплуатационных показателей для оценки эффективности работы МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» применялась методика разработанное под руководством профессора Н.И. Джабборова.

Анализ производственных условий, при которых производится повторный посев сельскохозяйственных культур, в том числе и зерновые, показывает, что в качестве основного критерия эффективности целесообразно принять минимум энергоемкости технологического процесса Е} —> min. Для анализа

чувствительности основного критерия Et —> min к другим

эксплуатационным параметрам МТА были построены соответствующие диаграммы. Анализ таких диаграмм позволил установить степень чувствительности энергоемкости

технологического процесса к изменению отдельно взятого эксплуатационного параметра МТА.

В итоге была сформулирована сбалансированная система эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» по критерию минимум Ei —> min энергоемкости технологического процесса (таблица 1.).

Таблица 1 - Сбалансированная система эксплуатационных показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» по критерию минимум Et —> min энергоемкости

технологического процесса

Параметры Расчетные формулы

Производительность МТА W* =0,36т]'ттЙ'е/Кл

КПД трактора

Тяговая мощность трактора TT о ,г .7*—• гл ...2\-| г 7*тТ* г*г»*2 . jvkp=w,jlu гкр-гв r-KPu-t-vpji-L«i г,р -те, гкр т + (1 + У2р)]Ф(.С) + в['(р(ОР^р

Эффективная мощность двигателя е %в;и:\1+у1ш0+вМ0му„ J

Часовой расход топлива двигателя о; = 0,5 (а + ЬЩ)- (а, + WXO + ¿М'ЖЧ

Скорость движения агрегата vp" =0,5 (а+ь,р^)-(а1+ь;р^)ф(0 +

Частота вращения вала двигателя = 0,5(а* + в'М^) - [а* + в\М'хШО + ^

Установленная система представляет собой рациональное количество контролируемых эксплуатационных параметров, которые подлежать оптимизации на предмет достижения минимума топливно-энергетических затрат на технологический процесс обработки почвы, внесения минеральных удобрений и повторного посева зерновых культур с помощью комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

В третьей главе изложена программа и условия экспериментальных исследований, приведена методика обработки опытных данных, применяемые приборы и оборудование для измерения параметров МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

Результаты экспериментальных исследований сравнивались с данными теоретических расчетов с целью подтверждения

адекватности разработанной методики обоснования оптимальных режимов работы исследуемого объекта.

Согласно Правилам производства механизированных работ проводились измерения и контроль качества работы МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз». Общий вид почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ - 1,8 «Кишоварз» при работе показан на рисунке 2.

Рисунок 2 - Общий вид

почвообрабатывающе -посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ - 1,8 «Кишоварз» при работе

Рисунок 3 - Агрофон до (слева) и после (справа) работы агрегата

Экспериментальные данные обрабатывались по Методике статистической обработки эмпирических данных (РТМ44-62), методическому пособию д.т.н., проф. A.M. Валге «Обработка данных в Excel на примерах».

При определении средних и оптимальных значений эксплуатационных показателей МТА была использована программа для ЭВМ «Расчет и оптимизация энергетических параметров дизельных двигателей в составе МТА», разработанная в ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии (Свидетельство № 2010615019).

В четвёртой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены опытные данные и результаты их анализа.

В процессе обработки экспериментальных данных были установлены законы распределения и количественные характеристики вероятностных оценок эксплуатационных показателей объекта исследований. В качестве примера на рисунке 4 представлены зависимости вероятностных оценок тягового усилия Ркр трактора от

скорости движения V МТА МТЗ-82+КМ-1,8 «Кишоварз» (а) и

плотности распределения вероятностей (р(Р ) параметра Р .

а4)

У}-

V, \ V

* __ 1 1 1

3 9 10 11 12 а

кр1

! |

А 1

/ \ 1 1

1-р

/ 1

\ 1 1

15 16 17 р .кН

б)

Рисунок 4 -Зависимости вероятностно-статистических оценок тягового усилия Ркр

трактора от скорости движения V

МТА МТЗ-82+КМ-1,8 «Кишоварз» (а) и плотности распределения вероятностей <р(Ркр ) параметра

Ркр (б)

При этом вероятность Р(% ) согласия эмпирических и теоретических частот параметров варьировалась в пределах 0,28 -0,81. Это свидетельствует о том, что колебания глубины обработки почвы соответствуют нормальному закону (закону Гаусса).

При работе МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» его скорость ограничивается частотой вращения фрезерного барабана, обеспечивающая наилучшее крошение почвы. В соответствии с этим

необходимо ставить ограничения на производительность МТА и энергоемкость процесса. При работе данного почвообрабатывающе-посевного агрегата основным критерием эффективности принимается наилучшее качество обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур.

Как известно, качество работы фрезы определяется равномерностью обработки почвы по глубине (высоты гребней) так и степенью ее рыхления (толщиной стружки). В соответствии с агротехническими требованиями к < 0,2а, где а — максимальная

глубина погружения ножа в почву.

Анализ опытных данных показывает, что наибольшая степень рыхления почвы (90,4%), и соответственно этому качественный посев семян достигается при скорости 1,2 м/с (рабочая передача III, пониженная).

Установлены зависимости производительности ]¥ч и удельного расхода топлива на единицу выполненной работы от скорости движения ¥р МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» (рисунок 5).

Рисунок 5 -Зависимости производительности

и удельного расхода топлива на единицу выполненной работы ()га от

скорости Vр

движения МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз»

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что с повышением скорости движения МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» от 0,507 до 1,635 м/с, значения удельного расхода топлива снижается с 22,05 до 10,61 кг/га.

Зависимости вероятностно-статистических оценок

энергоемкости технологического процесса Ej от скорости движения V МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 -Зависимости вероятностно-статистических оценок энергоемкости технологического

процесса Е1 от

скорости движения

7р МТА МТЗ-

82.1+КМ-1,8 «Кишоварз»

В диапазоне рабочих скоростей от 0,507 до 1,635 м/с, среднее

значение энергоемкости технологического процесса Е{ изменялось в

пределах 8434,06 - 9744,87 МДж/га.

На основании экспериментальных данных с использованием интерполяционной формулы Лагранжа были установлены эмпирические зависимости эксплуатационных показателей от скорости движения МТА (таблицы 2 - 4).

Таблица 2 - Эмпирические зависимости вероятностно-статистических оценок глубины обработки почвы и посева семян от скорости движения МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» _

Показатель Вероятностные оценки Расчетная формула

Глубина обработки почвы, Км Ки,см 0,8302V? -3,994Ур + 21,3118

2,417Г/ -4,163^+2,522

0,143^-0,240^ +0,138

Глубина посева семян, /?" — П Ис , см -1,5476^2 + 2,5792^ + 6,0901

аи»' см 0,040Ур2 + 0,092Гр + 0,230

V 0,027 Г/ - 0,024Ур + 0,046

Таблица 3 - Эмпирические зависимости вероятностно-статистических оценок тягового усилия Ркр и тяговой мощности Ыкр от скорости

движения Ур МТАМТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз»

Показатель Вероятностные оценки Расчетная формула

Тяговое усилие Ркр трактора 3,5940К/ -3,6150^ + 6,6678

С7 р, кН 0,8679Гр2 - 0,7984КЛ + 0,8822

- 0,0084^2 + 0,0832^ + 0,0692

Тяговая мощность ** трактора Л^,кВт 10,4553^-11,1252^ + 7,1904

а^, кВт 1,6406Рр2 -1,2222^, +0,3417

- 0,0920^2 + 0,315 8 Ур- 0,1093

Таблица 4 - Эмпирические зависимости степепи рыхления К0 (крошения) почвы и вероятностно-статистических

производительности агрегата IV,, за час сменного времени и

энергоемкости технологического процесса Е1 от скорости движения МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз»_

Показатель 'Г ------- Вероятностные оценки Расчетная формула

Производительность агрегата, К Ж " ч ' га/ч 0,0182Йр2 + 0,5443^, + 0,0113

га/ч 0,0254Йр2 - 0,0143^ + 0,0083

0,0144Г/ -0,0002Кр +0,0257

Энергоемкости технологического процесса, д МДж/га 667,970Г/ -2592,857Гр +10887,747

<*£,> МДж/га 342.799Г/ -569,934^+327,523

0,0404Г/ -0,0653^, + 0,0357

Степень рыхления, Ка - 72,356^2 + 175,437^ -15,914

Обоснованы оптимальные значения эксплуатационных показателей и уровни их реализации при различных значениях меры рассеяния нагрузки почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз», а также эмпирические зависимости для их определения представлены в (таблицах 5 и 6).

Таблица 5 — Эмпирические зависимости для определения оптимальных значений эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз», соответствующие критериям качества работы и минимуму энергоемкости технологического процесса Е* —> min

показатель МТА Оооттатттогт /^лпчптпо тттст лпмапагглттпгт оптимальных значений эксплуатационных показателей (при изменении меры рассеяния нагрузки 0 < V < 0,333 )

W*, га/ч -0,0292у* -0,3975у„ +0,7672

Лт -1,4173у* + 0,7114Уи +0,4307

Продолжение таблицы

К +квом, кВт - 91,1602v^ +19,2186v^ +26,1328

N;,кВт 8,0390v^ - 50,5812v„ +60,5228

Gr*, кг/ч 10,9334v^ -ll,1857vM +13,1131

г;, м/с - 0,060lv* -0,8183V,, +1,5783

п"д, мин"1 8148,1615v' -3095,3737ул +2294,2833

М*,Н.м -1082,9546v* +229,9053v, +247,2383

Таблица 6 - Эмпирические зависимости для определения оптимальных значений степени использования эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» в пределах изменения коэффициента вариации нагрузки 0 < Vм < 0,333

Степень использования эксплуатационного показателя МТА Расчетная формула для определения оптимальных значений уровня использования эксплуатационных показателей (при изменении меры рассеяния нагрузки < Оу^ < 0,333)

-V, -0Д812У^ -0,4666Ул +0,9930

-2,2683* +1,1266ум +0,6601

^ч.+Кво» ' -ЗД117У.' +0,6469Уи +0,9097

0,0859^ -0,8310У_м +1,0084

1,3226у£ -0,9973У„ +0,9817

0,0335у^ -0,5441У„ +1,0009

X, "л 3,7885У* -1,4352Уи +1,0450

¿■и. - 4,052 1У^ + 0,8464Ум +0,9537

В таблице 7 приведены оптимальные значения эксплуатационных и агротехнических показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» для конкретных условий его работы.

Таблица 7 - Оптимальные значения эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз», соответствующие критериям качества технологического процесса и минимуму энергоемкости технологического процесса (для конкретных условий работы — в период испытаний, V м =0,157)

Эксплуатационные показатели Оптимальные значения эксплуатационных показателей МТА

Производительность агрегата, га/ч 0,69

КПД Т]т трактора 0,5 Г'

Тяговая мощность N трактора, кВт 9,0

Эффективная мощность Ые двигателя, кВт 52,82

Часовой расход Ст топлива двигателя, кг/ч 11,64

Скорость движения Ур агрегата, м/с 1,2

Частота вращения пд коленчатого вала двигателя, мин"1 2022

Крутящий момент Мк коленчатого вала двигателя, Н.м 255,43

Тяговое усилие Р трактора, кН 7,5

*) - КПД трактора определяется по формуле: 7]т = (Щр +ЛГяОЛ,)/ЛС> где Ы'вом - мощность, затрачиваемая на работу фрезы, кВт.

В пятой главе дана оценка эффективности результатов исследований. В таблицах 8 и 9 приведены результаты расчетов энергетической эффективности комбинированного

почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» от реализации оптимальных режимов его работы. Таблица 8 - Показатели энергетической эффективности реализации оптимальных режимов работы комбинированного

почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8

МТА , га/ч Е*, МДж/га Эр, МДж/агр.

МТЗ-82.1+КМ+1.8 • «Кишоварз» 0,660* 8567,511 -

0,690" 8558,153 774,842

') - базовый вариант при Х- =0,850 (ГОСТ7057-81).

") - рекомендуемый вариант =0,981 при коэффициенте

вариации нагрузки У м = 0,167

Таблица 9 - Прямые топливно-энергетические затраты и энергоемкость технологических процессов по типовой и рекомендуемой технологиям обработки почвы и повторного посева

Технологический процесс, МТА Прямые топливно-энергетические затраты Еп, МДж/га Полные топливно- энергетические затраты Е1, МДж/га

По типовой технологии

Пахота Т-4А+ПЯ-3-35 1594,175 1994,51

Разравнивание свальных гребней и развальных борозд Т-4А+ГН-2,8 98,022МДж/га 124,852

Дискование Т-4А+БДТ-3 469,03ОМДж/га 661,285

Предпосевная культивация с боронованием МТЗ-82.1+КПС-, 4+БЗТС-1,0 231,880 305,347

Продолжение таблицы 9

Посев с внесением минеральных удобрений и нарезкой поливных борозд МТЗ-82.1+СЗ-3,6 232,400 МДж/га 6555,317

Всего 2625,507 МДж/га 9641,311

По рекомендуемой технологии

Обработка почвы, внесение минеральных удобрений, посев, нарезка поливных борозд МТЗ-82,.+КМ-1,8 «Кишоварз» 655,69 8738,20

Всего 655,69 8738,20

Внедрение рекомендуемой технологии повторного посева с использованием комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» обеспечить экономию энергии в размере 903,1 МДж на 1 га по сравнению с типовой технологией.

Размер энергетического эффекта от реализации оптимальных режимов работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» по сравнению нормативными данными 774,842 МДж на 1 агрегат.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Анализ исследований показывает, что климатические и

почвенно-рельефные условия зоны орошаемого и богарного земледелия Таджикистана способствуют получению достаточно высоких урожаев и при повторном посеве сельскохозяйственных культур. По данным Госкомстата и Министерства сельского хозяйства под повторные посевы ежегодно можно задействовать около 130 тыс. гектаров земель. Своевременная обработка почвы и посев повторных культур после уборки предшественника является одним из основных факторов получения высоких урожаев. На подготовку почвы и посева

повторных культур согласно агротехническим требованиям определен сравнительно короткий период всего 5-8 дней. При этом после уборки предшественника почвы имеют низкую влажность, что зачастую до их обработки возникает необходимость проведения легкого полива. Это в итоге затрагивает сроки проведения обработки почвы и посева повторных культур. В Республике Таджикистан повсеместно ощущается нехватка почвообрабатывающих, посевных и уборочных машин, энергетических средств, что тоже служит основной причиной возделывания повторных культур на площади всего 45-50 тыс.га, при потенциале 130 тыс.га. В этой связи повышение эффективности технологического процесса повторного посева зерновых культур путем оптимизации режимов работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машиной является актуальной проблемой.

2. По результатам экспериментальных исследований установлены законы распределения и количественные характеристики вероятностных оценок эксплуатационных показателей комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз». Эмпирические распределения агротехнических, энергетических и технико-экономических параметров хорошо согласуются с теоретическим (нормальным) законом. Вероятность согласия Р(Х2) показателей находилась в

следующих пределах:

- глубина обработки почвы: 0,28-0,81;

- глубина посева семян: 0,31-0,75;

- тяговое усилие: 0,45-0,83;

- тяговая мощность: 0,38-0,71;

- производительность агрегата: 0,14-0,39;

- энергоемкость технологического процесса: 0,11-0,32.

Полученные эмпирические зависимости позволяют определить

вероятностно-статистические оценки агротехнических,

энергетических и технико-экономических показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» в пределах ограничений, наложенных условиями производства.

3. Установленные показатели эксплуатационно-технологической оценки позволили оценить целесообразность и

эффективность использования почвообрабатывагоще-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» при выполнении технологического процесса обработки почвы, внесения минеральных удобрений и посева семян зерновых культур, особенно при повторных посевах. Использование данного агрегата позволяет существенно повысить эффективность технологии повторного посева сельскохозяйственных культур, по сравнению с традиционной технологией, где используют в основном однооперационные агрегаты.

4. На основе анализа условий выполнения технологических процессов, наличие рабочей силы, качество технического обслуживания, значимости производственного процесса в получении продукции, погодных условий, продолжительности работы и т.д. выбраны основные и дополнительные критерии эффективности и сформирована сбалансированная система эксплуатационных показателей.

Сбалансированная система эксплуатационных показателей, где в качестве основного критерия выбраны минимум энергоемкости и высокое качество технологического процесса, позволяет достоверно оценить и повысить эффективность функционирования комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

5. Для обеспечения эффективности функционирования комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» установлены оптимальные режимы его работы с учетом закономерностей изменения эксплуатационных параметров в условиях вероятностной нагрузки.

Оптимальные значения эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» в интервале меры рассеяния нагрузки О < V <0,333 находятся в следующих пределах:

- производительность МТА: IV* = 0,666 — 0,762га / ч;

- тяговый КПД трактора: Цт - 0,43 - 0,55;

- эффективная мощность двигателя: Ы*е — 44,56 — 60,50кВт',

- часовой расход топлива: О? - 10,44 -13,10кг / ч;

- скорость движения МТА: V = 1,37 -1,58м/ с;

-частота вращения коленчатого вала двигателя: nl = 2032,8 - 2294,30мин'1; /

крутящий момент на валу двигателя: М* =222,32 -247,2Н.м.

Оптимальные значения вероятностных коэффициентов эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз», соответствующие критериям качества работы и минимуму энергоемкости технологического процесса Е- -» min, в интервале меры рассеяния нагрузки 0 < Vр < 0,333 изменяются в следующих пределах:

1,0 > > 0,821; 1,0 £ > 0,773;

1,0 > > 0,846; 1,0 £ fy > 0,823 ;

^ * * °'858; 1,0 ^ > 0,924;

1,0 :> ^ > 0,734; 1,0 > > 0,855.

В качестве нормативных значений вероятностных коэффициентов (при фиксированном значении меры рассеяния нагрузки Vp - 0,167 ) установлены следующие:

Х„ч=0,910; 4=0,852;

Л! =0,785; ^ =0,911;

ЧТ■ Р

4^=0,931; ^=0,911;

4.= 0,872; 0,982.

6. Размер ожидаемого годового энергетического эффекта

от использования комбинированного почвообрабатываклце-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» по сравнению с типовой ■ технологией обработки почвы и посева зерновых культур (табл. 9.) составляет 74777,6 МДж на один агрегат.

Ожидаемый годовой энергетический эффект только от реализации оптимальных режимов работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8

«Кишоварз» по сравнению с нормативными данными (табл. 10) составляет 774,842 МДж на один агрегат.

Перспективы дальнейшей разработки темы: необходимо разработать информационную систему для формирования энергосберегающих технологий возделывания пожнивных (повторных) сельскохозяйственных культур для различных зон их выращивания.

Основное содержание диссертации изложено в следующих

работах:

В изданиях, включенных в Перечень ВАК РФ:

1. Ахмадов Б.Р. Результаты предварительных испытаний и показатели эксплуатационно-технологической оценки работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» в агрегате трактором тягового класса 1,4 /Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б. /«Теоретический и научно практический журнал «Кишоварз» («Земледелец») Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура -2011- №3. - с. 29-33.

2. Ахмадов Б.Р. Вероятностно-статистическая оценка агротехнических и технико-экономических показателей МТА с тракторами касса 1,4 /Ахмадов Б.Р. Ходжиев Б.Б. Джабборов Н.И., Федкин Д.С. / «Теоретический и научно практический журнал «Кишоварз» («Земледелец») Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, № 4, 2011. - с. 39-41.

3. Ходжиев Б.Б. Оптимальные режимы работы комбинированного почвообрабатывающее посевного агрегата КМ-1.8 «Кишоварз» с тракторами класса 1,4 / Теоретический и научно практический журнал «Кишоварз» («Земледелец») Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, №3, 2012. - с. 37-38.

4. Джабборов Н.И. Топливно-энергетическая оценка работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» /Джаббров Н.И., Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б./ Журнал Сельскохозяйственные машины и технологии, № 5, ВИМ, Москва, 2012. - с. 41-43.

24

i

В других изданиях:

5. Джабборов Н.И. Технико-экономические показатели работы комбинированного агрегата для обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур /Джабборов Н.И., Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б. / Материалы международной научно- практической конференции на тему «Продовольственная безопасность: состояние и перспективы» посвященной 20-летию независимости Республики Таджикистан и 80-летию Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, 8-9 октября 2011. -с. 671-674

6. Ахмадов Б.Р. Оптимальные режимы работы почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82Д+КМ-1.8 «Кишоварз» /Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б. / Материалы международной научно-практической конференции «Эффективное использование биоклиматических факторов, при выращивании сельского хозяйственных культур на пахотных землях» посвященной 20-летию XVI сессии Шурой оли Республики Таджикистан и 15-летию Национального примирения, 31 марта 2012. - с. 284-288.

7. Сафаров М. Ротационные рабочие органы в почвообрабатывающе-посевной машины /Сафаров М., Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б./ Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития сельского хозяйства для обеспечения продовольственной безопасности Таджикистана» Том VII, 18-19 сентября 2012. -с. 83-85.

Подписано в печать 31.10.2013 Формат 60*90 Vis Печать трафаретная. 1,0 усл. печ. л. Тираж 100 экз.

_ Заказ №13/10/13_

Отпечатано с оригинал-макета заказчика в «Центр оперативной технической поддержки» в СПбГАУ Санкт-Петербург - Пушкин, Академический пр., д.31, ауд. 715

Министерства сельского хозяйства Республики Таджикистан Таджикский аграрный университет имени Шириншо Шотемур

На правах рукописи

Ходжиев

0420Н52562 Бахтиёр Бобоевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОВТОРНОГО ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОМБИНИРОВАННОЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕ-ПОСЕВНОЙ МАШИНЫ КМ-1,8 С ТРАКТОРОМ КЛАССА 1,4

Специальность: 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Б.Р.Ахмадов

Душанбе, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................4

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ..................... 9

1.1. Почвенно-рельефные и климатические условия Республики Таджикистан................................................................................. 9

1.2. Структура посевных площадей и обеспеченность сельского хозяйства техническими средствами механизации производственных процессов.................................................................................... 12

1.3. Анализ исследований по оптимизации параметров и режимов работы МТА................................................................................. 14

1.4. Анализ методов и критериев оценки эффективности технологических процессов и функционирования МТА.......................... 22

1.5. Контроль и оценка качества технологических процессов.............. 36

1.6. Формулировка цели и задачи исследований.............................. 41

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОВТОРНОГО ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ.......................................... 44

2.1. Выбор критериев эффективности и формирование сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА............. 44

2.2. Математические ожидания энергетических параметров МТА........................................................................................... 53

2.3. Математические ожидания технико-экономических показателей машинно-тракторного агрегата........................................................ 65

2.4. Оптимальных значения энергетических параметров и технико-экономических показателей МТА...................................................... 66

2.5. Оптимальные режимы работы МТА........................................ 72

ВЫВОДЫ.............................................................................. 74

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ......................................................................... 76

3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований........................ 76

3.2. Программа экспериментальных исследований............ ................ 76

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований.............. 77

3.4. Условия испытаний............................................................. 80

3.5. Оборудование и измерительная аппаратура............................... 82

3.6. Методика обработки опытных данных..................................... 84

3.7. Оценка погрешностей измерений и точности экспериментальных данных........................................................................................ 90

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ............. 94

4.1. Закономерности изменения эксплуатационных параметров МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз»......................................................... 94

4.2. Эксплуатационно-технологические показатели работы МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз»............................................................... 114

4.3. Выбор критериев и сбалансированная система эксплуатационных показателей для оценки эффективности работы МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз»................................................................................. 116

4.4. Оптимальные параметры и режимы работы МТА МТЗ-82.1 + КМ-

1,8 «Кишоварз»............................................................................. 117

5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ....... 129

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ....................................... 132

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................ 137

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................ 151

ВВЕДЕНИЕ

Энергетический кризис, наступивший в середине 80-х годов прошлого века, который продолжается до сих пор, повысил остроту топливно-энергетической проблемы во всех отраслях народного хозяйства, что вынудил пересмотреть существующие подходы к рациональному использованию энергоресурсов. В связи с этим ученые различных стран разрабатывают новые методы, технические средства и технологии, которые позволяют повысить их эффективность, снизить затраты труда и энергии на производство сельскохозяйственной продукции.

Особое место в обеспечение эффективности сельскохозяйственного производства занимает вопросы разработки и внедрения рациональных режимов эксплуатации техники.

В целом проблеме повышения эффективности использования машинно-тракторных агрегатов в различных почвенно-рельефных и климатических условиях посвящены работы Ю.К. Киртбая, С.А. Иофинова, В.И. Фортуны, J1.E. Агеева, B.C. Шкрабака, В.Д. Попова, В.Г. Еникеева, А.П. Савельева, A.M. Валге, Юсупова Р.Х., Н.И. Джабборова и других ученых [16, 21, 36-39, 40-47, 50, 57-58, 68, 94, 109, 123].

Вопросы топливно-энергетической оценки технологий производства сельскохозяйственной продукции и мобильных МТА и рационального использования энергоресурсов в АПК изложены в трудах Е.И. Базарова, В.Н. Братушкова, В.А. Борзенкова, Ю.И. Вантюсова, Л.И. Волкова, Н.М. Марченко, А.Н. Никифорова, A.B. Николаенко, М.М. Северова, В.А. Паршина, В.А. Токарева, Зангиева A.A. и других ученых [54, 55, 82, 90, 93].

Теория топливно-энергетического анализа технологий и технических средств с учетом вероятностного характера изменения внешних условий их функционирования получила дальнейшее развитие в трудах профессоров

JI.E. Агеева, Н.И. Джабборова, В.А. Эвиева и их учеников [6, 7, 36-38, 42, 83, 88, 105, 108, ИЗ, 120].

Вопросы повышения эффективности использования

сельскохозяйственной техники в почвенно-рельефных и климатических условиях Республики Таджикистан изложены в трудах Ш.В. Саидова, Т.И. Ахунова, Н.И. Джабборова, Г.Я. Яхияева, Х.С. Сафарова, A.A. Гаффарова, С.И. Исаева, С.Т. Тешаева, Т.О. Отаева, С.Х. Бахриева, Э.С. Кароматуллоева, А.К. Кимсанова, А.Б. Ризоева, И.Б. Ризоева,, Д.С. Саъдуллобекова, Н.С. Турсунова, P.C. Асророва, A.C. Насрединова, М.А. Сафарова, А.Т. Тагоймуродова, Н. Шералиева, Н.Д. Сайфова, Д.Х. Миракилова, Б.Р. Ахмадова и других ученых [3, 7, 8, 10, 25, 36, 62-65, 83, 88, 100, 104, 105, 113, 120, 121].

Благоприятные почвенно-рельефные и климатические условия Республики Таджикистан способствуют получению достаточно высоких урожаев при повторном посеве сельскохозяйственных культур. По данным Госкомстата и Министерства сельского хозяйства под повторные посевы можно задействовать около 130 тыс. гектаров земель.

В целом, агротехнические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур в повторных посевах изложены в трудах ученых Института земледелия ТАСХН и Таджикского аграрного университета [99].

Своевременная обработка почвы и посев повторных культур по~ле уборки предшественника является одним из основных факторов получения высоких урожаев. Получение дополнительной продукции от повторных посевов повышает уровень продовольственной безопасности страны.

В связи с низким уровнем энерговооруженности сельского хозяйства республики повсеместно ощущается нехватка почвообрабатывающих, посевных и уборочных машин, энергетических средств. В связи с этим, как и во многих странах мира, ученые республики ведут научные исследования по

разработке и созданию комбинированных машин, выполняющих за один проход несколько технологических операций.

Совмещение технологических операций путем применения комбинированных машин и агрегатов является одним из перспективных направлений в земледелии.

При совмещении технологических операций снижаются энергетические затраты благодаря применению и более эффективному использованию энергонасыщенных тракторов, уменьшению удельной материалоемкости и сокращению времени на обслуживание комбинированных машин; улучшается качество выполнения процессов и сокращаются сроки проведения полевых работ, сохраняется естественное плодородие и повышается продуктивность обрабатываемых земель.

Учитывая изложенное, в Таджикском аграрном университете была разработана комбинированная почвообрабатывающе-посевная машина КМ-1,8 «Кишоварз» [11, 12, 49] с целью обеспечения единовременной обработки почвы и посева повторных сельскохозяйственных культур в оптимальные агротехнические сроки.

Целью данной работы является повышение эффективности технологического процесса повторного посева зерновых культур путем оптимизации режимов работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с трактором класса 1,4.

На защиту по специальности 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства выносятся следующие основные научные положения:

1. Усовершенствованная методика определения оптимальных эксплуатационных параметров и режимов работы тракторов, оснащенных обычными дизельными двигателями, обеспечивающая комплексное решение проблемы минимизации расхода энергии и повышения производительности МТА при выполнении технологических процессов, основные принципы

которой заключаются:

в обосновании и формировании сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА, соответствующей критерию минимума топливно-энергетических затрат;

- в учете вероятностно-статистических связей эксплуатационных параметров и показателей качества работы МТА.

2. Количественные характеристики и закономерности изменения средних и оптимальных значений вероятностных оценок энергетических, технико-экономических и агротехнических показателей комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

3. Оптимальные режимы работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз», обеспечивающие эффективное его функционирование по минимуму топливно-энергетических затрат и результаты внедрения научных разработок, подтвержденных документами.

Тема диссертационной работы соответствует тематическому плану научно-исследовательских работ Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур Министерства сельского хозяйства Республики Таджикистан по теме «Повышение эффективности технологий и средств механизации возделывания зерновых культур за счет разработки и совершенствования посевных машин» и утверждена Ученым советом 23 января 2009 года (протокол № 5/3).

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур в 2009-2013 гг.

Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены:

- на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур, г. Душанбе в 2010-2012 гг.;

- на международной научно-практической конференции на тему

«Эффективное использование биоклиматических факторов при выращивании сельскохозяйственных культур на пахотных землях», посвященной 20-летлю ХУ1 сессии Шурой Оли Республики Таджикистан и 15-летию Национального примирения, - Душанбе, 31 марта 2012 г.;

на Совете факультета механизации Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур в 2010-2012 гг.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, включенных в Перечень ВАК РФ - 4.

Результаты исследований приняты к дальнейшему внедрению в отделе механизации Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук, в семеноводческом хозяйстве имени Дзержинского Гиссарского района, используются в учебном процессе на факультете механизации сельского хозяйства Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур (соответствующие акты приведены в Приложении).

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 128 наименований и 4 приложений. Она включает 46 рисунков и 27 таблиц, общий объем работы 153 страницы.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1. Почвенно-рельефные и климатические условия Республики Таджикистан

Таджикистан расположен на юго-восточной части Центральной Азии и занимает в основном горные системы Памира и Тянь-Шаня. Это типичная горная страна, изрезанная многочисленными долинами и ущельями. По общей приподнятости над уровнем моря Таджикистан представляет наиболее возвышенную часть Центральной Азии, отдельные пики гор поднимаются здесь больше, чем на 7000 метров [87, 89, 96, 99, 114, 119, 121, 124].

В Республике Таджикистан отчетливо выражена вертикальная климатическая и почвенная зональность. Для характеристики почвенно-климатических условий районов орошаемого земледелия и обеспеченной влагой богарных земель Таджикистана использовались результаты исследований И.Н. Антипова-Каратаева, В.Я. Кутеминского, P.O. Леонтьевой, А.Н. Максумова, Х.Д. Джуманкулова, Ю.А. Акрамова, С.Р. Сангинова и других ученых [89, 114, 121].

Орошаемые земли, где сосредоточена наиболее продуктивная их часть и на которых основано производство таких ценных культур, как хлопчатник, рис, овощи, бахча, виноград, фрукты, цитрусовые и др., расположены в юго-западной части республики, а также долинах Гиссарской, Вахшской, Кулябской, Нижнее-Кафирниганской, Кызылсуйской и Ферганской [89, 119].

В летний период в долинах, окруженных горами, создаются условия ^ля сильного нагрева воздуха и почвы. Средняя температура воздуха летом доходит до +30°С, а максимальная (июль месяц) достигает +40...+46° С. Минимальная относительная влажность воздуха приходится на июль месяц, а ее среднемесячное значение равно 25 - 30%. В весенне-осенние месяцы влажность воздуха несколько выше. На поверхности почвы летом температура достигает до +65...+69° С. В зимнее время средняя температура составляет -4... -8°С (в среднем по республике). Первые осенние заморозки

наступают во второй половине октября, а последние весенние заморозки прекращаются в конце марта [89, 114, 119].

Безморозный период длится 210-235 дней. Осадков в долинах выпадает крайне мало - 200 - 600 мм в год. В течение года осадки распределяются неравномерно: максимум их приходится на март - апрель. В летний период, в продолжении 3-4 месяца, осадки почти отсутствуют [89, 114, 119].

Основными типами почв в зоне орошаемого земледелия являются сероземы (светлые, типичные, темные), сероземно-луговые и другие типы почв. Сероземные почвы большей частью лессового происхождения. Эти почвы содержат значительное количество пылеватых, но мало илистых и коллоидных частиц, что обуславливает их слабую структуру, вследствие чего они легко разрушаются от действия воды и атмосферы. Сероземно-луговые почвы формировались в условиях постоянного увлажнения. Они отличаются комковатой структурой, но часто заболочены и засолены.

По механическому составу почвы орошаемой зоны Республики Таджикистан делятся на тяжелые (глинистые), средние (среднесуглинистые) и легкие (легкосуглинистые, супесчаные, песчаные), при этом первые две группы преобладают [89, 96, 99, 114].

В глинистых и суглинистых почвах много мелких пылеватых частиц (размером менее 0,01 мм). Эти почвы считаются наиболее плодородными, содержат значительное количество питательных веществ. Они хорошо сохраняют влагу, но склонны к заплыванию и коркообразованию после увлажнения. Супесчаные и песчаные почвы состоят из более крупных частиц (от 0,01 до 1,0 мм), бедны питательными веществами, так как содержат большое количество бесплодного кварца. Эти почвы хорошо пропускают воду, также быстро ее теряют. Все виды почв орошаемой зоны республики бедны гумусом. Так, серозем светлый содержит всего 0,4 - 0,6% гумуса, серозем типичный - 1,0 - 1,6%, серозем темный - 3,0 - 6,0% [89, 114]. Обеспеченные осадками богарные земли в основном характеризуются двум

типами сероземов и коричневыми почвами. Сероземы распространены в нижней части богарной зоны и занимают подгорные равнины, холмистые предгорья и низкие горы. Среднегодовая температура воздуха здесь составляет 12,5...16,0°С. Среднегодовое количество атмосферных осадков колеблется по отдельным зонам в пределах 400 - 700 мм. Сероземы характеризуются малым содержанием гумуса (1 - 2,5%) и бедностью коллоидами, вследствие чего эти почвы слабоструктурные [114, 119].

Коричневые карбонатные (слабо выщелоченные) почвы отличаются от сероземов большим вымыванием карбонатов из верхней части профиля, большей мощностью и более темной окраской гумусового горизонта, обладающего комковато-зернистой сравнительно прочной структурой [89, 114].

Влага атмосферных осадков промачивает лишь некоторую, относительно небольшую, верхнюю часть почвенной толщи и не достигает верхней границы капиллярной каймы грунтовых вод, вследствие чего последние могут принимать участие во влагообмене различных горизонтов почвы только в газообразной форме [89, 114].

Возделывание сельскохозяйственных культур в условиях обеспеченной осадками богарных землях возможно за счет влаги, образующейся в промачиваемом слое почвы при выпадении атмосферных осадков. Накопление влаги в почвах начинается после первых осенн�