CC BY
30
работы в траншейном хранилище. Такой трактор должен быть в каждом хозяйстве. Поэтому необходимо организовать производство такого трактора в стране, либо закупать за границей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зафрен, С. Я. Технология приготовления кормов / С. Я. Зафрен. - М: Колос, 1977. - 240 с.
2. Корткевич, А. В. Технологии и машины для заготовки кормов из трав и силосных культур / А. В. Короткевич. -Минск: Ураджай. 1990. - 383 с.
3. Пиуновский, И. И. Интенсивные технологии заготовки кормов из трав и силосных культур / И. И. Пиуновский,
B. Р. Петровец. - Горки: БГСХА, 2012. - 405 с.
4. Приготовление брикетированных кормосмесей для откорма молодняка и их эффективность / А. А. Гайко [и др.] // Животноводство. - № 7. - С. 40-43.
5. Пиуновский И. И. Обоснование выбора типа механизированного хранилища для заготовки сена с досушиванием активным вентилированием / И. И. Пиуновский, В. В. Романович, Н. Ф. Короткевич // Технология производства, хранения и использования кормов. - М.: Колос, 1978. - С. 197-200.
6. Эффективность заготовки и использования кормов из трав, хранившихся в полимерной упаковке / А. В. Короткевич [и др.] // Известия академии аграрных наук. - 2001. - № 4. - С. 89-93.
7. Пиуновский И. И. Методология классификации косилок для скашивания трав / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец,
C. С. Сидорчук // Вестник БГСХА. - 2011. - № 4. - С. 154-160.
8. Пиуновский, И. И. Классификация машин для полевой сушки скошенных трав / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец, Д. В. Гурков // Вестник БГСХА. - 2013. - № 3. - С. 116-122.
9. Пиуновский, И. И. Классификация типажа машин для заготовки прессованного сена / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец, Н. И. Дудко, Д. В. Греков // Вестник БГСХА. - 2012. - № 4. - С. 133-138.
10. Пиуновский, И. И. Интенсификация влагоотдачи скошенных трав / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец // Вестник БГСХА. - 2012. - № 1. - С. 137-192.
11. Пиуновский, И. И. Классификация типажа прицепов-подборщиков для заготовки рассыпного сена / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец, С. С. Сидорчук // Вестник БГСХА. - 2013. - С. 136-140.
УДК 631.333.02: 433.1:62-11
А. С. ДОБЫШЕВ, К. Л. ПУЗЕВИЧ, А. ДАНАТАРОВ, С. АШЫРОВ, К. МУХАММЕТМЫРАДОВ
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ТУРКМЕНИСТАНА
(Поступила в редакцию 20.01.14)
В статье указывается на необходимость создания The article shows the necessity of creating combined ag-
комбинированных агрегатов, позволяющих выполнять gregates, which help to perform several technological opera-
несколько технологических операций за один проход. tions in one pass. In particular, we paid special attention to
Большое внимание уделено совмещению основной и пред- the combination of the main and pre-sowing cultivation of
посевной обработок почвы. Технико-экономические рас- soil. Technical-economic calculations showed that this agro-
четы показали, что агромелиоративный прием позволя- meliorative method helps to reduce operation expenses by
ет снизить эксплуатационные расходы до 30%, сокра- 30%, to reduce washing and irrigation norms by 20-30%, to
тить промывную и поливную нормы на 20-30%, обеспе- provide optimal water-air regime of soil in arid zones and
чить оптимальной водно-воздушной режим почвы в increase the yield of cotton up to 1 t/ha. аридной зоне и повысить урожайность хлопчатника до 10 ц \га.
Введение
В аридной зоне, и в частности, в среднеазиатском регионе с 70-х гг. отмечается неуклонное снижение продуктивности орошаемых земель. Из-за сложившейся практики из года в год проводить основную обработку почвы на одну и ту же глубину, делать промывные и вегетационные поливы, допускать многократные проходы по полям тракторов и других сельскохозяйственных машин с большими массами и высоким давлением на почву, произошло сильное уплотнение подпахотных слоев, распространяющееся на основную корнеобитаемую зону. Уплотняющее воздействие машинно-тракторных агрегатов не только затрудняет эффективность промывных поливов и дренирования, но также нарушает водно-воздушный режим почвы, ухудшает питание растений, снижает урожайность сельскохозяйственных культур, а также усиливает эрозию почвы.
Игнорирование природных особенностей аридных земель может изменить окружающую экосистему так, что ее хозяйственное использование становится невозможным или требует для восстановления значительных материальных и трудовых затрат. Орошаемое земледелие больше чем в любой
другой отрасли народного хозяйства связано с качеством технологии, со степенью воздействия на аридную среду, с научным обоснованием выбора форм и допустимых масштабов вмешательства в природные процессы [2]. Многое зависит от своевременного и качественного выполнения прогрессивных агроприемов, отказа от упрощения агротехники, настойчивого поиска внутрихозяйственных резервов, широкого внедрения достижений науки и передового опыта. Особое значение ликвидации переуплотнения подпахотных горизонтов придается в зонах орошаемого земледелия, так как многолетняя обработка почвы на постоянную глубину, применение тяжелой мобильной техники, естественная усадка почвы при многократных поливах создают уплотненную "плужную подошву", которая препятствует проникновению в глубокие горизонты поливной воды и корней растений [5]. Рыхление занимает ведущее место в системе агротехнических мероприятий, поскольку определяет не только величину и стабильность урожая, но в значительной степени и эффективность многих важнейших звеньев агротехнического комплекса.
Анализ источников
Специалисты и ученые Российской академии сельскохозяйственных наук А. А. Жученко А. Н. Каштанов, В.И. Кирюшин, И. П. Кружилин, Н. А. Пронько, В. П. Часовских, А. Яблоков и другие считают, что идеальной формой интенсификации растениеводства должна быть биологическая система земледелия, при которой высокая продуктивность достигается преимущественно за счет применения органических удобрений, сидератов и использования потенциальных возможностей самого растения. Но этот путь интенсификации растениеводческого производства требует длительного времени. Результаты теоретических исследований и накопленный практический опыт свидетельствуют о необходимости дальнейшего совершенствования технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, основу которых должны составлять комплексные мелиоративные мероприятия, направленные как на получение необходимой продукции, так и на повышение плодородия почв, при внедрении энергосберегающих почвозащитных технологий [8].
Необходимость снижения уплотнения почв и сохранения их плодородия обусловлены тем, что на протяжении нескольких лет в Туркменистане происходит значительная отдача гектара, обедняя почву из-за нарушения технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Поэтому перед земледельцами, учеными, машиностроителями ставятся задачи по улучшению конструкций и разработке принципиально новых, специальных машин и орудий для почвощадящих технологий возделывания сельскохозяйственных культур на почвах с малым гумусовым слоем [10].
В связи с этим необходимость совершенствования технологии основной обработки почвы, создание новых комбинированных рабочих органов, с учетом физико-биологических свойств почвы региона и агротехнических требований при возделывании сельскохозяйственных культур, снижающих уплотнение пахотного слоя, а также энергозатраты на ее выполнение без снижения величины гумусового слоя является актуальной и своевременной. Обработка почвы, сочетающая вспашку с рыхлением, является наиболее приемлемой на полях Туркменистана и позволит сохранить плодородие почвы.
Методы исследования
Предметом исследований является закономерность улучшения обработки почвы при использовании новых универсальных средств механизации и снижения энергоемкости при рыхлении и нарезке аэрационного дренажа с внесением органоминеральных удобрений. Научная новизна заключается в аналитическом обосновании новых конструктивно-технологических схем универсального рыхлителя-кротователя и новых комбинированных рабочих органов для обработки почвы.
Основная часть
Для решения изложенных задач нами были разработаны специальные универсальные рыхлители-кротователи новой конструкции, защищенные авторским свидетельством. Получены теоретические выражения, определяющие их основные конструктивные параметры.
Вскрытие дрен позволило прийти к выводу, что в почвах с тяжелым механическим составом основной приток к дренам происходил через наружные стенки, так как коэффициент фильтрации почвы в междренном пространстве был ниже, чем в монолите. Однако благодаря наличию двух спаренных кротовин, интенсивность поступления воды в дрены была значительно больше, чем в одиночные дрены. Полости дрен были весьма устойчивы. Следует отметить, что при данной конструкции аэра-ционного дренажа количество воды, отводимой дренажем по сравнению с притоком воды непосредственно через щель в дрену, уменьшилось и практически определялось фильтрационными способностями почвы. Благодаря такой конструкции аэрационного дренажа схема притока воды к дренам значительно изменилась, что позволило снизить градиент напора, а следовательно, и предотвратить суффозионный вынос частиц почвы. В области земледелия разработаны: ресурсосберегающие прие-
мы основной обработки на тяжелых почвах Туркменистана с использованием новых орудий для механической обработки почвы, позволяющие экономить 27,0 % дизельного топлива при полной ликвидации смыва почвы; эффективные ресурсосберегающие способы, обеспечивающие при сохранении высокой продуктивности хлопчатника экономию материально-технических ресурсов до 40 % по сравнению с традиционным механическим.
Рассматриваемое устройство отличается от известных аналогов совокупностью признаков, обеспечивая подготовку почвогрунта на глубину и ширину возделываемого рядковым способом растения при одновременном внесении жидких удобрений в слои разрыхленного почвогрунта на весь его объем. Улучшение водопроницаемости и водного режима при глубоком рыхлении почвы связано с улучшением воздухопроницаемости аэрации. Этот комплекс условий благоприятствует развитию микробиологической деятельности и улучшению количества растворимых питательных веществ во всем корнеобитаемом слое культурных растений. Следовательно, для нарезки аэрационного дренажа и рыхления подпахотного уплотненного слоя теоретически и экспериментально исследованы и разработаны оптимальные параметры аэрационного дренажа и глубокорыхлителя (НАД-2-60), при этом также можно установить приспособление для внесения органоминеральных жидких удобрений (НАД-2-60М) (рис. 1, 2).
а)
Рис. 1. Схема устройства, вид сбоку (а) и разрез А-А (б): 1 - вертикальный нож; 2 - нижний задней части режущей подковы; 3 - дренеры;
4 - полость; 5 - боковые сопла; 6 - узкая щель; 7 - клапан; 8 - нижний долотообразный зуб: 9 - верхний долотообразный зуб; 10 - носок долотообразного зуба; 11 - нижний зуб; 12 - клиновидный зуб; 13 - усеченные дренеры; 14 - шарнир; 15 - тяга; 16 - шарнир
Т Г и и 7 и
Устройство содержит полый вертикальный нож 1 с закрепленной подвижно на подкове к его пятке парой дренеров 3 с зеркальными скосами в междренье, а процесс дренирования происходит с одновременной дозированной подачей влаги в зону деформации из отверстий в вертикальном ноже. Предложенное решение относится к мелиоративной технике и может быть использовано в области орошаемого земледелия для ускорения процесса рассоления тяжелых почв промывными поливами, а также для улучшения аэрационных свойств тяжелых почв (рис. 1. а).
Таким образом, за проходом устройства в почве образуются две параллельные дрены, наружные поверхности (половины) которых в монолите с сохранением естественной структуры почвы, а внутренние поверхности (в междренной зоне) в искусственно уплотненной почве. Влажность почвы в придренной области будет находиться в пределах 22-25 % и со временем деформированный дренами влажный грунт консолидируется до природной прочности. Экспериментально доказано, что в условиях прочных почвогрунтов менее энергоемко резание почвы двухъярусным ножом с долотообразными режущими зубьями, расположенными так, чтобы как на верхнем ярусе, так и на нижнем происходило послойное резание грунта со сколом, направленным вперед и вверх, т. е. в сторону свободной поверхности почвы,
при этом происходит резание с перемещением срезаемой почвенной стружки в сторону с меньшим сопротивлением. После прохода такого двухъярусного рыхлителя, уплотнения почвы не происходит, а образовавшаяся траншея в поперечном сечении представляет собой трапецеидальную, скошенную к низу форму, заполненную разрыхленной почвой или нижележащим грунтом. Поступление влаги из сопел вертикального ножа по всей глубине, в количестве, необходимом для создания необходимой естественной влажности, позволит сформировать слой над кротовинами, устойчивый по скорости фильтрации при первом промывном поливе. Нож 1 по высоте имеет полость 4, а боковые грани снабжены соплами 5 малого расхода, выполненные в виде узких щелей 6 (рис. 1 а, б).
С тыльной стороны ножа 1 над дренерами установлен клапан 7, соединенный с полостью 4. Передняя часть ножа 1 имеет два установленных друг над другом и вынесенных вперед по ходу движения долотообразных зуба: нижнего 8 и верхнего 9, причем носок 10 верхнего зуба 9 вынесен вперед носка 10 нижнего зуба 8 на отрезок L, равный, или незначительно выступающий за линию скола почвы, от действия передней режущей плоскости 11 нижнего зуба 8. Вертикальная режущая кромка ножа 1 имеет клиновидную симметричную форму 12. Дренеры 3 имеют форму цилиндров, усеченных в передней части по ходу работы дренеров скосами 13, обращенными зеркально друг к другу. Носки дренеров 3 связаны с концами режущей подковы 2 посредством шарниров 14, а средняя часть подковы 2 посредством тяги 15 и шарнира 16 подвижно связана с пятой вертикального ножа 1.
При движении устройства вертикальный нож 1 прорезает узкую вертикальную щель в почве. Поверхность щели увлажняется поступающим раствором через сопла 5 малого расхода, что способствует за счет набухания процессу закрытия щели. Дренер 3 следует за ножом 1 и благодаря скосам, направленным в междренную полость, формирует уплотненную зону в междренье. Одновременная дозированная подача жидкой фазы из клапана 7 повышает влажность деформированной почвы. В результате создаются условия для формирования исходной структуры, которая существовала до прокладки кротовин. В качестве рабочей жидкости, помимо воды, может быть использована навозная жижа или раствор, содержащий личинки дождевых червей. Подача жидкости в вертикальный нож может производиться насосом, с приводом от ВОМ трактора.
Устройство позволяет выполнить дренаж высокопроизводительным методом в тяжелых почвогрун-тах аридной зоны, влажность которых обычно находится за пределами оптимальных величин. При этом уменьшается сопротивление почвы, что в последующем приведет к снижению расхода топлива [11]. Технология нарезки аэрационного дренажа разработана с учетом почвенных условий и биологических требований к развитию корневой системы хлопчатника. Усилие резания почвогрунта на докритической глубине на 20-25 % менее, чем при резании на закритической глубине, т.е. используя данный эффект в конструкции ножа можем снизить тяговое усилие по сравнению со сплошным ножом. Показана возможность установки приспособления для внесения с помощью рыхлителя органоминеральных жидких удобрений. Обоснована технология нарезки аэрационного дренажа и рыхления подпахотного слоя глу-бокорыхлителем, которая позволяет улучшить агротехнические показатели работы орудий при наименьших энергетических затратах. При этом значительно улучшается экологическая обстановка, сокращается промывная и поливная норма до 30 %, предотвращается повышение уровня грунтовых вод и процесс засоления [6, 7]. Предлагаемая технология внесения жидкого навоза обеспечивает обеззараживание органических удобрений, позволяет получить дополнительный источник энергии и улучшить экологическую обстановку [11].
Теоретически и экспериментально исследованы и разработаны оптимальные параметры аэрацион-ного дренажа и глубокорыхлителя (НАД-2-60М). Показана возможность установки приспособления для внесения с помощью рыхлителя органоминеральных жидких удобрений. Обоснована технология нарезки аэрационного дренажа и рыхления подпахотного слоя глубокорыхлителем, которая позволяет улучшить агротехнические показатели работы орудий при наименьших энергетических затратах. Устройство для глубокого рыхления почвы с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений прошло приемочные испытания в сельскохозяйственном акционерном обществе имени С. Розметова этрапа имени С. А. Ниязова Дашогузского велаята (рис. 2).
я^Ш Ш 1 I I т т I ^и
Рис. 2. Общий вид комбинированного НАД-2-60М (AZQ-2-60K) устройства для глубокого рыхления почвы с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений
Недостатком данного способа обработки почвы является необходимость предпосевного выравнивания поверхности почвы. Для устранения данного недостатка предлагается использовать разработанное на кафедре механизации животноводства и электрификации сельскохозяйственного производства УО БГСХА приспособление пальцево-ножевого типа к плугу. Ротационные машины и комбинированные агрегаты на их базе, позволяющие за один проход по полю выполнить несколько технологических операций, широко применяются в сельскохозяйственном производстве. Они наиболее полно удовлетворяют основным агротехническим требованиям, предъявляемым к машинам при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: тщательное рыхление почвы на глубину заделки семян и выравнивание поверхности поля. Комбинированный агрегат на базе плуга, совмещающий основную обработку почвы плугом ПЛН-3-35 и поверхностную обработку почвы приспособлением с приводом активных рабочих органов от ВОМ, агрегатируется с тракторами класса 1,4 (может агрегатироваться и с другими) (рис. 3).
Рис. 3. Общий вид агрегата с приспособлением 1 - корпус плуга; 2 - рама плуга; 3 - карданный вал; 4 - цепная передача; 5 - конический редуктор; 6 - копирующая лыжа; 7 - механизм изменения глубины обработки; 8 - приспособление пальцево-ножевого типа
Одного прохода агрегата достаточно при возделывании зерновых культур, рапса, пропашных и других сельскохозяйственных культур, при этом сокращение времени на обработку комков почвы, образующихся после прохода плуга, а также уменьшение числа проходов агрегата по полю позволяет
снизить энергозатраты до 18,4 % [15]. Сменные рабочие элементы прикрепляются болтовыми соединениями к дискам, выполненным заодно с приводным валом. Вал приводится во вращение посредством карданной передачи от ВОМ трактора через цепную передачу и одноступенчатый конический редуктор, расположенный на корпусе приспособления. Приспособление крепится к раме плуга с помощью двух подпружиненных кронштейнов, обеспечивающих соединение с плугом, а также защиту рабочих органов при встрече с возможными препятствиями (камень). Необходимая глубина хода рабочих органов регулируется перемещением копирующих лыж. В состав рабочих органов входят Г-образные ножи и Г-образные пальцы, что позволяет комбинировать различные схемы их установки в зависимости от типа почвы и агрофона.
Заключение
Таким образом, использование предлагаемого комбинированного агрегата НАД-2-60М решает техническую задачу снижения расхода топлива при подготовке тяжелого почвогрунта к возделыванию сельскохозяйственных культур рядовым способом. При этом существенно экономятся затраты на удобрения и на топливо для тракторов, вследствие чего растут доходы сельхозпроизводителя.
Использование агрегата НАД-2-60М совместно с приспособлением пальцево-ножевого типа обеспечивает совмещение основной и дополнительной обработок почвы в соответствии с агротехническими требованиями при снижении затрат энергии до 18,4 % за счет отсутствия разрыва во времени между обработками и уменьшении числа проходов агрегата по полю
Технико-экономические расчеты показали, что агромелиоративный прием позволяет снизить эксплуатационные расходы до 30 %, сократить промывную и поливную норму на 20-30 %, обеспечить оптимальной водно-воздушной режим почвы в аридной зоне и повышает урожайность хлопчатника до 10 ц/га.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабаев, А. Г. Влияние орошения на природные условия аридных земель Центральной Азии / А. Г. Бабаев // Международный научно-практический журнал. Проблемы освоения пустынь. - 1999. - № 1. - С. 3.
2. Борисенко, И. Б. Совершенствование ресурсосберегающих и почвозащитных технологий и технических средств обработки почвы в острозасушливых условиях Нижнего Поволжья: дисс. ... докт. техн. наук / В. И. Анискин. - Волгоград, 2006. - С. 4-402.
3. Анискин, В. И. Приоритеты стратегического развития механизации растениеводства / В. И. Анискин // Техника в сельском хозяйстве. - 2004. - №3. - С. 5-8.
4. Данатаров, А. Об экологической напряженности в аридной зоне / А. Данатаров // Тезисы докладов Междунар. науч. конф. (16-17 сентября 1993). Экологические проблемы при орошении и осушении. - Киев, 1993. - С. 7-8.
5. Данатаров, А. Устройство аэрационного дренажа в аридной зоне / А. Данатаров, К. Б. Сапаров // Мелиорация и водное хозяйство. Международный научный журнал. - 1994. - №2. - С. 24-26.
6. Данатаров, А. Обработка почвы как фактор улучшения структурных качеств и строения пахотного и подпахотного слоев орошаемых тяжелых почв в условиях Туркменистана / А. Данатаров, С. Ч. Ашыров // Вгсник Инженерно! академп Украш. - 2011. - Випуск 3-4. - С. 65-70.
7. Максименко, В. П. Комплексная мелиорация уплотненных почв на орошаемых землях: автореф. дисс.....д-ра
с.-х. наук / В. П. Максименко. - М., 2011. - 46 с.
8. Мальцев, А. В. Агроландшафтное обоснование агротехники на черноземе обыкновенном в отрогах Донецкого кряжа: дисс. ... канд. биол. наук / А. В. Мальцев. - Ростов-н/Д, 2008. - 21 с.
9. Орсик, Л. С. Состояние и перспективы механизации растениеводства России / Л. С. Орсик // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2002. - №1. - С. 2-5.
10. Ридигер, В. Р. Подпочвенное орошение по кротовым дренам / В. Р. Ридигер. - М., 1965. - С. 3-69.
11. Добышев, А. С. Комбинированный агрегат на базе плуга / А. С. Добышев, К. Л. Пузевич // Вестник Белорус. гос. с.-х. акад. - 2009. - № 2. - С. 156-161.
