WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
1

На правах рукописи

НОВИКОВ Андрей Евгеньевич ЧИЗЕЛЬНО-ОТВАЛЬНАЯ АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КУКУРУЗО-БОБОВЫХ СМЕСЕЙ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ Специальность 06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание учной степени кандидата технических наук

Волгоград 2009 2

Работа выполнена в ФГОУ ВПО “Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия”

Научный консультант: доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР, заслуженный изобретатель Российской Федерации Пындак Виктор Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Григоров Сергей Михайлович;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Леонтьев Владимир Владимирович

Ведущая организация: ГНУ “Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий” РАСХН

Защита состоится “30” декабря 2009 г. в 13 ч. 00 мин на заседании диссертационного совета Д 220.008.02 при ФГОУ ВПО “Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия” по адресу: 400002, г. Волгоград, Университетский просп., 26, ВГСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА.

Автореферат разослан “27” ноября 2009 г. и размещн на сайте http://www.vgsha.ru.

Учный секретарь диссертационного совета, профессор А.И. Ряднов 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Кормопроизводство является одной из основных отраслей сельского хозяйства, рациональное использование кормов предопределяет эффективность животноводства. Однако развитие кормопроизводства в стране находиться не на должном уровне, что связано, в частности, с использованием устаревших технологий обработки почвы и возделывания ряда сельскохозяйственных культур, недостаточного использования возможностей перспективного и ресурсосберегающего орошения, прежде всего капельного. К числу недостатков кормов относится их несбалансированность по протеину, что приводит к перерасходу кормов при снижении их энергетических показателей.

“Классическая” лемешно-отвальная вспашка, как основная (зяблевая) обработка почвы, вс еще применяемая во многих хозяйствах с орошением, приводит к постепенной деградации почв (на примере Нижнего Поволжья) и недобору урожая. Выбор и использование рациональной мелиоративной основной обработки почвы – это один из факторов увеличения урожайности и сбалансированности получаемых кормов. Эта проблема принимает особую актуальность для бедных гумусом почв в условиях капельного орошения. Но для этого необходимо разработать, обосновать и апробировать новые технологии возделывания кормовых смесей.

Цель исследования. Совершенствование технологии и сравнительное исследование двух видов основной обработки почвы – чизельно-отвальной и лемешно-отвальной – при возделывании кукурузо-бобовых смесей в условиях капельного орошения.

В соответствии с поставленной целью исследования и на основе проведнного обзора состояния проблемы, задачи исследования формулируются следующим образом.

1. Обосновать технологию глубокой чизельно-отвальной агротехнической мелиорации пахотного и подпахотного горизонтов почвы в условиях капельного орошения.

2. Разработать схемы возделывания как кукурузо-бобовых смесей, так и одновидовых посевов исследуемых культур с использованием особенностей чизельного рыхления (с формированием гребнистого дна борозды).

3. Разработать математическое описание взаимодействия с почвой чизельноотвального рабочего органа и выполнить е аналитическое исследование.

4. Изучить закономерности формирования урожая в зависимости от технологии основной обработки почвы и схемы посева культур в условиях капельного орошения.

5. Изучить влияние основной чизельно-отвальной обработки светлокаштановых почв в условиях капельного орошения на изменение их воднофизических и агрохимических свойств.

6. Дать обоснование эффективности технологии возделывания кукурузобобовых смесей при изучаемых схемах посева и техники основной обработки почвы в условиях капельного орошения.

Объекты исследований. Чизельно-отвальное орудие и основная (зяблевая) обработка светло-каштановой почвы, кукурузо-бобовые смеси на зелный корм, а также одновидовые посевы кукурузы, сои и люпина на зелный корм и зерно в условиях орошения.

Предмет исследования. Чизельно-отвальная глубокая агромелиорация почвы, схемы посева кукурузы, сои и кукурузо-бобовых смесей, ресурсосберегающие технологии их возделывания.

Научная новизна. Разработка технологии посева кукурузо-бобовых смесей с размещением рядов растений над углублениями дна борозды. Предложено математическое описание взаимодействия с почвой наклонной стойки с отвалом чизельного орудия и обосновано повышение показателей технологии возделывания.

Практическая значимость. Предложенная технология возделывания кукурузо-бобовых смесей дат увеличение урожайности зелной массы на 8…12 % и повышение протеина в смеси на 5…10 %; увеличение выхода зерна на 12…15 %;

сокращение эксплуатационно-технологических показателей работы МТА, в том числе экономию моторного топлива в среднем на 22,2 %; сокращение удельного расхода оросительной воды на 30…40 %.

На защиту выносятся следующие положения диссертационной работы:

1. Особенности чизельно-отвальной глубокой агромелиорации почвы в условиях орошения.

2. Математическое описание взаимодействия с почвой наклонной стойки с отвалом чизельного орудия.

3. Схемы посева кукурузы, сои и кукурузо-бобовых смесей после чизельноотвальной обработки почвы.

4. Совершенствование в условиях орошения технологии возделывания кукурузы, сои и кукурузо-бобовых смесей.

5. Проблемы повышения урожайности и потребительских свойств возделываемых культур при сокращении удельного расхода поливной воды и повышении удельных показателей технологии возделывания.

Достоверность разработанных положений, выводов и рекомендаций подтверждается практикой чизельно-отвальной агромелиорации светло-каштановой почвы в условиях капельного орошения, опытно-промышленной апробацией технологии возделывания кукурузо-бобовых смесей, экспериментальнотеоретическими исследованиями с использованием закономерностей механики, а также апробацией на научно-практических конференциях.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в опытно-производственном хозяйстве “Орошаемое” Всероссийского НИИ орошаемого земледелия (Волгоградская область). Программа исследований была включена в тематический план ВНИИОЗ в 2006…2009 годах.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Международных научно-практических конференциях “Перспективы развития аридных территорий через интеграцию науки и практики” (Астраханская обл., 2008), “Орошение земель в обеспечении продовольственной безопасности России” (Волгоград, 2007); Международных конференциях молодых исследователей “Наука и молоджь: новые идеи и решения” (Волгоград, 2006, 2007); Всероссийской конференции “Новейшие технологические решения и оборудование” (М., 2007); Региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области (2006, 2007); научных конференциях Волгоградской ГСХА (2007, 2009).

В полном объме диссертация доложена и одобрена на научном семинаре Волгоградской ГСХА (2009).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 научных работ, в том числе 4 работы в журналах ВАК и 3 патента РФ на изобретение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Современное состояние проблемы и задачи исследований Изучением технологий возделывания кормовых культур занимались многие учные: М.Н. Багров, М.С. Григоров, Т.Н. Дронова, В.П. Зволинский, П.И. Кузнецов, Г.А. Медведев, В.В. Мелихов и многие другие. Исследованиями ДонНИИСХ, ЮжНИИГиМ, ВНИИОЗ и других научных учреждений установлено, что смеси кукурузы с соей и рядом других культур, обладая различной корневой системой, эффективнее, чем одновидовые посевы.

Индекс сравнительной экономической оценки смеси культур как источников кормов может быть выражен следующей формулой:

, (1) где, – содержание переваримого протеина соответственно в кормовых и зерновых культурах;, – продуктивность тех же культур;, – их себестоимость.

В предварительных расчтах для установления нужного соотношения компонентов в смеси используют формулу Б.П. Бломквиста.

Основная (зяблевая) обработка на орошаемых полях осуществляется в основном лемешно-отвальными плугами на 0,26…0,28 м, иногда выполняют мелкую обработку на глубину до 0,16 м с почвоуглублением посредством щелевателей.

Посевы смесей выполняют серийными сеялками, в том числе в 2 прохода (для разных культур). Орошаемые посевы отзывчивы на удобрения. Уборку смесей на зелный корм выполняют преимущественно поперк рядов.

Капельное орошение обладает известными преимуществами, основными из которых являются: экономия оросительной воды, предотвращение водной эрозии почвы, засолнности почвы и поднятия уровня грунтовых вод.

Чизельно-отвальных агромелиораций на орошаемых полях нам обнаружить не удалось. Современное капельное орошение и перспективное глубокое чизельно-отвальное рыхление почвы пока не стали элементами единой технологии. К минимальной обработке почвы мы относим глубокое чизельное рыхление с дополнительным крошением верхнего слоя почвы и выравниванием поля, а также заделку в почву различных удобрений, стерни и т.п. (за один проход МТА).

Проблемами развития технических средств для глубокого рыхления и чизелевания почвы и разработки соответствующих технологий занимались И.Б. Борисенко, В.М. Дринча, А.Ф. Жук, В.В. Леонтьев, Л.С. Орсик, И.М. Панов, В.И. Пындак, В.В. Рыков, А.М. Салдаев, А.П. Сапунков, Ж.Е. Токушев, В.В. Труфанов и многие другие. Особый вклад в разработку и внедрение новых орудий чизельного типа внс И.Б. Борисенко.

Прообразами современных чизельных орудий стали стойки СибИМЭ и Параплау. В последнее время разработаны и апробированы комбинированные плуги и глубокорыхлители, включающие чизельные рабочие органы. Однако возможности нового чизельно-отвального орудия в полной мере не выявлены.

2. Перспективная техника и технология агротехнической мелиорации светло-каштановой почвы в условиях орошения В.А. Богомягких и его соавторы считают, что все пропашные культуры, за исключением кукурузы, не реагируют на способы и глубину обработки почвы.

Имеются доказательства преимуществ глубокого чизелевания даже на “жирных” чернозмах; многие данные свидетельствуют, что на склоновых землях (до ) наиболее эффективным примом по защите от плоскостной эрозии почвы является чизелевание.

Обычные (“классические”) чизели после рыхления почвы оставляют на поле до 80 % стерни, ранее считалось это преимуществом, но на поле остатся и большинство сорняков. Наличие на поле сорняков после чизелевания крайне негативно воспринимается в орошаемом земледелии, где борьба с сорняками – одна из основных проблем. В НВНИИСХ разработано и внедрено в опытно-промышленном порядке чизельно-отвальное орудие, решающее проблему и сорняков, и заделки в почву на оптимальную глубину различных удобрений.

Чизельное глубокое рыхление (на примере рабочего органа с наклонной стойкой) характеризуется разуплотнением и обрушением почвы спереди и по бокам стойки с формированием гребнистого дна борозды (рис. 1). Чизелевание происходит при соблюдении условий:

;, (2) где B, b – ширина долота и толщина стойки; M – междуследие; h – максимальная глубина чизелевания; B = 60 мм; M = 0,35…0,40 м.

Рисунок 1 – Схема чизелевания Важный показатель – критическая глубина чизелевания:

или, (3) где, – высота внутрипочвенного гребня и расстояние от вершины гребня до дневной поверхности; с учтом работы отвалов м при h = 0,36…0,42 м.

Однако прямая и наклонная стойки без отвала не удовлетворяют всем требованиям агротехнических мелиораций почвы.

По данным Ж.Е. Токушева, взаимодействие долота с почвой – это ударный процесс при блокированном резании (без выноса почвенной стружки на дневную поверхность). При этом резание сопровождается низкими (2…10 ) и высокими (50 ) частотами; скорость распространения волн пластической деформации почвы, что больше скорости V МТА ( ). По данным И.Б. Борисенко, при блокированном резании основную нагрузку – более 60 % – берт на себя долото.

Новейший чизельный рабочий орган – с наклонной стойкой и отвалом, входивший в состав орудия при проведении наших полевых исследований, представлен на рис. 2. Чизельно-отвальное орудие в составе МТА изображено на рис. 3.

Весьма важно, что ширина захвата чизельного орудия при минимуме рабочих органов (для тракторов класса 3) м больше ширины трактора ДТ-или ВТ-100 с широкими гусеницами м. Для соответствующего трактору лемешно-отвального плуга м (!).

Расчтная схема чизельно-отвального рабочего органа показана на рис. 4, где приняты обозначения: R – искомое сопротивление рабочего органа, условно приложенное к носку долота; – вес стойки с присоединнными деталями и часть веса орудия;, – нормальные силы, действующие на верхние плоскости доло- 1 – стойка; 2 – долото; 3 – башмак; 4 – накладной нож; 5 – кронштейн отвала; 6 – отвал; 7 – ламель; I и II - возможные положения отвала. Рисунок – 2. Рабочий орган чизельно-отвального орудия Рисунок – 3. Чизельно-отвальное орудие в агрегате с трактором та со стороны почвы;

– сила трения о дно борозды; ; – силы трения сжатой почвы по плоскостям долота; – соответствующий коэффициент трения ( );, – углы резания и крошения долота;,,, – горизонтальные и вертикальные составляющие нормальных сил; – силы давления на боковые плоскости долота; – соответствующие им силы трения ( );

– сила резания ножа на наклонной части стойки; – боковая сила, действующая со стороны нетронутой почвы на наклонную часть стойки; – соответствую- щая ей сила трения; – угол наклона стойки; – горизонтальная составляющая названной силы трения; – сила взаимодействия взрыхлнной почвы с отвалом.

Рисунок – 4. Схема сил, действующих на рабочий орган Сопротивление долота как сумма проекций горизонтальных сил или горизонтальных составляющих сил на горизонтальную плоскость:

2·cos +2· б· б·. (4) Учитывая разработки В.В. Труфанова и И.Б. Борисенко, дополним зависимость (4) составляющими с квадратом скорости V МТА и введм некоторые преобразования:

, (5) где, – коэффициенты; – проекция долота на вертикальную плоскость (фронтальная площадь долота ).

Pages:     || 2 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»