Математические модели связи параметров колебаний динамичного почвообрабатывающего рабочего органа со скоростью его движения

Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 4 (97): 56-65. (In Russian) DOI 1.24411/013152206-2018-10089

10. Valge A.M., Dzhabborov N.I., Eviev V.A. Osnovy statisticheskoj obrabotki ehksperimental'nyh dannyh pri provedenii issledovanij po mekhanizacii

sel'skohozyajstvennogo proizvodstva s primerami na STATGRAPHICS i EXCEL [Fundamentals of statistical processing of experimental data for research in mechanisation of agricultural production with examples in STATGRAPHICS and EXCEL]. Saint Petersburg: IEEP Publ.; Elista: Kalmyk Univ. Publ., 2015: 140.

УДК 631.316.022:51-74 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10156

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СВЯЗИ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАНИЙ ДИНАМИЧНОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО РАБОЧЕГО ОРГАНА СО СКОРОСТЬЮ ЕГО ДВИЖЕНИЯ

Н.И. Джабборов, д-р техн. наук; Г.А. Семенова

А.В. Сергеев, канд. техн. наук;

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт- Петербург, Россия

Экспериментальное определение параметров колебаний динамичных почвообрабатывающих рабочих органов в зависимости от скорости их движения в составе почвообрабатывающего агрегата является сложным и трудоемким процессом. В качестве параметров колебаний динамичного почвообрабатывающего рабочего органа рассмотрены амплитуда, период, частота, количество и длина волны тягового сопротивления. Математическое моделирование позволяет с наименьшими трудозатратами установить связь параметров колебаний тягового сопротивления рабочих органов со скоростью их движения.

Цель исследований - разработка математических моделей, позволяющие определить связи параметров колебаний динамичного почвообрабатывающего рабочего органа со скоростью его движения. Объектом исследований являлся технологический приём безотвальной поверхностной обработки почвы. Предметом исследований являлись закономерности изменения параметров колебаний тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов. При проведении исследований применялись методы математического моделирования, основанные на изучении физических закономерностей, протекающих в процессе обработки почвы; экспериментальные исследования по энергооценке почвообрабатывающих рабочих органов, анализ и обобщение экспериментальных данных. Научную новизну работы составляют математические модели, которые позволяют определить связь параметров колебаний (амплитуда, период, частота, количество и длина волны) тягового сопротивления динамичного рабочего органа со скоростью его движения. Разработанные математические модели позволяют с наименьшими затратами труда и средств определить связи параметров колебаний тягового сопротивления рабочих органов со скоростью их движения и обеспечить объективный анализ и прогноз запланированных показателей их эффективности.

Ключевые слова: математическая модель, скорость движения, параметры колебаний, тяговое сопротивление, обработка почвы, динамичный рабочий орган.

Для цитирования: Джабборов Н.И., Сергеев А.В., Семенова Г.А. Математические модели связи параметров колебаний динамичного почвообрабатывающего рабочего органа со скоростью его движения // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 2(99). С 117-126

MATHEMATICAL MODELS SHOWING RELATION BETWEEN THE VIBRATION OF A DYNAMIC SOIL-TILLING TOOL AND ITS TRAVELLING SPEED

N.I. Dzhabborov, DSc (Engineering); G.A. Semenova

A.V. Sergeev, Cand. Sc. (Engineering);

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

To determine the vibration parameters of dynamic soil-tilling tools depending on their travelling speed as a part of a soil-tilling unit in the experiment is a complex and time-consuming process. The amplitude, period, frequency, quantity and wavelength of traction resistance were considered as vibration parameters of a dynamic tillage tool. Mathematical modeling allows, with the least effort, to establish a relation between the variations of traction resistance parameters of the tillage tools and their travelling speed. The study aim was to create the relevant mathematical models. The study target was the practice of ploughless surface soil tillage. The study focus was the regularities in variation of traction resistance parameters of soil-tilling tools. In the study the mathematical modeling methods, based on the study of physical regularities occurring during the tillage process, were applied. The experiments on energy assessment of the tillage tools with the experimental data analysis and synthesis were conducted. The scientific novelty of the work was the created mathematic models, which allow establishing the relationship between the variations of the traction resistance of the tillage tools and their travelling speed. They also provide a fact-based analysis and forecast of their planned performance.

Key words: mathematical model, travelling speed, vibration parameters, traction resistance, soil tillage, dynamic tillage tool.

For citation: Dzhabborov N.I., Sergeev A.V., Semenova G.A. Mathematical models showing relation between the vibration of a dynamic soil-tilling tool and its travelling speed. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogoproizvodstvaprodukcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 2

Введение Авторы работ [1, 2] подчеркивают, что

Обеспечение экологической при решении экологической проблемы с ис-

безопасности и энергоэффективности пользованием инженерной экологии, технических средств в растениеводстве изучающей взаимодействие человека, является актуальной проблемой, и ее технических средств и природной среды с решение зависит от разработки и освоения целью создания природно-технических новых и совершенствования применяемых систем, отвечающих требованиям

машин. устойчивого развития, необходимо решить

следующие задачи, такие как модернизация

и совершенствование технологий и технических средств, выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб здоровью человека и природе, оптимизация технологических, инженерных и проектно-конструкторских разработок исходя из минимального ущерба окружающей среде и здоровью человека. При решении проблемы экологической безопасности и энергоэффективности технических средств авторы работы [1] дают наиболее перспективные направления исследований, такие как формирование базы данных потенциальных источников и видов воздействия сельскохозяйственного

производства на природу и их количественная оценка; разработка методов экологической оценки машинных

технологий сельскохозяйственного

производства и т.д. С целью повышения энергоэффективности

почвообрабатывающих агрегатов, например, предложена энергетическая модель функционирования почвообрабатывающего агрегата, учитывающая параметры трактора (мощность и массу), параметры агрегата (ширину захвата и скорость), тягово-сцепные свойства и условия работы (коэффициент сцепления), а также ограничения по качеству работы, нагрузке двигателя и воздействию на почву [1].

Относительно корректировки

технологических процессов авторы работы [3] проводили исследования по точности вождения машинно-тракторных агрегатов (МТА) при ориентации энергетического средства по «направляющей борозде». Для точности вождения им предложен ориентир, увязанного с междурядьями, а именно «направляющей щели», которая

формируется при образовании профильной поверхности и используется в дальнейшем при посеве и междурядной обработке. Для формирования «направляющей щели» ими предложен адаптер-щелерез,

устанавливаемый между трактором и сельскохозяйственной машиной.

Использование данного способа -автоматической ориентации МТА при междурядной обработке посевов позволяет существенно уменьшить защитную зону.

В целом, моделирование процессов при разработке параметров и режимов работы почвообрабатывающих рабочих органов и машин, автоматизации процессов

экспериментальных исследований,

функционировании и мониторинге работы МТА, в совокупности обеспечивают эффективность технических средств и технологий обработки почвы [4 - 7].

Краткий анализ исследований позволяет заключить, что о значимости проблемы повышения экологической безопасности и энергоэффективности технических средств путем улучшения топливной экономичности энергетических средств. Применение рабочих органов в почвообрабатывающих агрегатах, имеющих свойства адаптивности к почвенным условиям, в том числе динамичные рабочие органы, позволяет добиться снижение удельного расхода топлива на единицу обработанной площади. Исследования, проведенные в ИАЭП-филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ показали, что незначительное снижение уровня выбросов токсичных компонентов, хотя бы на 4-5 % при обработке почвы

почвообрабатывающими агрегатами с новыми динамичными рабочими органами, обеспечивает снижение экологической нагрузки средств механизации

производственных процессов в сельском хозяйстве на окружающую среду [8 - 10].

С целью дальнейшего

совершенствования конструкции и повышения эффективности работы динамичных рабочих органов в составе почвообрабатывающих агрегатов

необходимо разработать математические модели, позволяющие установить связь

параметров колебаний динамичного почвообрабатывающего рабочего органа со скоростью его движения. Выявление связи параметров колебаний (частота, длина волны, период, амплитуда и количество колебаний) позволяет оптимизацию конструктивных параметров

почвообрабатывающих рабочих органов с целью повышения эффективности и качества их работы.

Материалы и методы.

Цель исследований - разработка математических моделей, позволяющие определить связи параметров колебаний тягового сопротивления

почвообрабатывающего рабочего органа со скоростью его движения. При проведении исследований применялись методы математического моделирования,

основанные на изучении физических закономерностей, протекающих в процессе обработки почвы, анализ и обобщение экспериментальных данных.

Экспериментальные исследования

динамичных почвообрабатывающих рабочих органов [11] (рисунок 1) были проведены на полях на экспериментальной базе «Красная Славянка» согласно ГОСТ Р 52777-2007.Техника сельскохозяйственная. Методы энергетической оценки. Стандартинформ. М:.,2008.

При проведении исследований использовали информационно-

измерительный комплекс (ИИК - ИАЭП) включающий в себя нформационно-измерительную систему ИП-264 с первичными преобразователями усилий тензометрического типа.

Рис. 1.Сравнительная энергооценка динамичного (слева) и нединамичного (справа) почвообрабатывающих рабочих органов с использованием ИИК-ИАЭП

В качестве примера на рисунке 2 представлен фрагмент аналоговой формы записи тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа.

Рис. 2. Фрагмент аналоговой формы записи тягового сопротивления динамичного

почвообрабатывающего рабочего органа

Статистическая стандартная ошибка выборочного среднего значения тягового сопротивления динамичных

почвообрабатывающих рабочих органов варьировалась в пределах 0,094 - 0,0167 кН.

Экспериментальные данные

обрабатывались по методике, изложенной в работе [12].

Результаты и обсуждения

В основу математических моделей связи параметров колебаний динамичных почвообрабатывающих рабочих органов со

скоростью их движения положена предпосылка о том, что процесс их работы представляет многомерную динамическую систему со многими входными и выходными переменными параметрами и показателями.

Динамичные почвообрабатывающие рабочие органы находятся по воздействием возмущающего внешнего воздействия, возникающего из-за неравномерности твердости и плотности почвы.

Параметры колебаний тягового сопротивления динамичных рабочих органов и скорость их движения взаимосвязаны. Процесс их взаимодействия можно выразить сложной математической моделью.

Оптимизация конструктивно-

технологических параметров, показателей оценки эффективности и качества работы почвообрабатывающих рабочих органов возможна на основе глубокого изучения динамики их работы и достоверной информации об условиях их функционирования.

Совокупность входных параметров (аргументов) и выходных показателей (функций), характеризующих связь параметров колебаний тягового

сопротивления динамичных рабочих органов со скоростью их движения велика. В этой связи, для определения связи параметров колебаний тягового сопротивления со скоростью движения динамичных почвообрабатывающих рабочих органов наиболее целесообразно применять анализ математических моделей с двумя переменными (аргументами).

Частоту колебаний Ор(ш) тягового сопротивления динамичного

почвообрабатывающего рабочего органа в зависимости от скорости движения и количества колебаний на 1 м пройденного пути можно определить по формуле: а-р

где скорость движения, м/с.;

П° - количество колебаний на 1 м пройденного динамичным

почвообрабатывающим рабочим органом пути, с-1.

В качестве примера на рисунке 3 представлена графическая зависимость частоты колебаний тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего

рабочего органа от скорости его движения.

Рис. 3. Графическая зависимость частоты колебаний Ор ( ш ) тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего

органа от скорости его движения

Количество колебаний на 1 м

пройденного динамичным

почвообрабатывающим рабочим органом пути в зависимости от частоты колебания тягового сопротивления и скорости движения определяется из выражения:

О) Л пп = ——, с-1.

На рисунке 4 показана зависимость количества колебаний тягового

сопротивления динамичного

почвообрабатывающего рабочего органа от скорости его движения.

Как видно из рисунка 4, с повышением скорости движения больше 1,997 м/с количество колебаний тягового

сопротивления увеличивается 2,0 до 2,5 с-1.

Рис. 4. Графическая зависимость количества

колебаний па тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего

Vр

органа от скорости

р его движения

LB =

vp

м.

О)

Рис. 5. Графическая зависимость длины волны тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа от скорости его движения

На повышенных скоростях движения более 1,994 м/с длина волны, равную периоду колебательного процесса тягового сопротивления рабочих органов, как и

уменьшается от

количества его колебаний, 0,5 до 0,4 м (рисунок 5).

Частота колебаний тягового

сопротивления динамичного

почвообрабатывающего рабочего органа в зависимости от скорости движения динамичного рабочего органа и длины волны, равная периоду колебаний нагрузки определяется из выражения:

ap(w)=—, с-1.

L

Длину волны , равную периоду колебательного процесса в зависимости от скорости движения и частоты колебаний тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа можно определить из равенства:

Графическая зависимость длины волны, равную периоду колебательного процесса тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа от скорости его движения представлена на рисунке 5.

Длину волны , равную периоду колебательного процесса в зависимости от скорости движения и периода колебаний Т тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа можно определить по формуле: ¿в = V Т м.

где Т - период колебаний, сек.

Взаимосвязь периода колебаний Т тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа с длиной волны колебаний нагрузки и

скорости зависимостью:

Г^в

= —, сек.

движения

описывается

В качестве примера на представлена графическая периода Т колебаний сопротивления почвообрабатывающего рабочего органа от скорости его движения.

рисунке 6 зависимость тягового динамичного

Рис. 6. Графическая зависимость периода Т колебаний тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа от

скорости его движения

С повышением скорости движения наблюдается уменьшение периода колебаний тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа с 0,45 до 0,143 сек. (рис. 6).

Степень влияния скорости движения динамичного почвообрабатывающего

рабочего органа и периода колебания его тягового сопротивления на количество колебаний на 1 м пройденного пути можно оценить по формуле: -1

Ур-г

сек

Взаимосвязь периода сопротивления

тягового

колебаний динамичного

почвообрабатывающего рабочего органа с количеством колебаний на 1 м пройденного пути и скорости его движения определяется по формуле:

Т =

Ур'Па

сек.

С использованием экспериментальных данных были установлены эмпирические зависимости, описывающие закономерности изменения параметров колебаний тягового сопротивления динамичных

почвообрабатывающих рабочих органов от скорости их движения (таблица 1).

Таблица 1

Эмпирические зависимости параметров колебаний тягового сопротивления динамичных почвообрабатывающих рабочих органов от скорости их движения

Параметры колебаний тягового сопротивления Единица измерения Расчетная формула

Частота <гр ( с) сек-1 1,06280( Ц )2 - 1,299101р+2,35445

Длина волны Ь в м -0,76515( Ц )2 + 0,237581^+0,33049

Период Т сек. 0,05256(Ц)2 - 0,388561р+0,81682

Количество п а сек-1 0,38258(Ц)2 - 1,187901р+2,84753

Эмпирические зависимости (табл. 1) справедливы в диапазоне изменения скорости движения Ц = 1, 1 1 1 — 2, 778 м/с при глубине обработки почвы см.

Разработанные математические модели (1) - (8) и эмпирические зависимости (таблица 1) с высокой степенью надежности описывают связь параметров колебаний тягового сопротивления со скоростью движения динамичных

почвообрабатывающих рабочих органов, чему свидетельствует высокий коэффициент корреляции, равный 0,89.

Выводы

Разработанные математические модели позволяют аналитически определить степень влияния скорости движения на параметры колебаний тягового сопротивления и рациональность способа уменьшения дисперсии тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего

рабочего органа.

Математические модели показывают, что на параметры колебаний влияют скорость движения в сочетании с отдельными параметрами колебаний тягового сопротивления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Попов, В.Д., Максимов, Д.А. Экологические проблемы использования

машинных технологий в АПК //

Сельскохозяйственные машины и технологии. 2009. № 4. С. 5-8. 2. Клейн, В.Ф., Михайлов, А.И., Щербаков, В.А. Энергетическая модель

почвообрабатывающего агрегата

//Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. № 73, 2002 г. С. 26-32.

3. Романовский, Н.В, Перекопский А.Н. Повышение эффективности механической обработки междурядий в органическом земледелии // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1 (98). С. 101-107.

4. Оськин, С.В. Тарасенко Б.Ф. Имитационное моделирование при формировании эффективных комплексов почвообрабатывающих агрегатов - еще один шаг к точному земледелию: монография. Краснодар: Изд-во ООО «КРОН», 2015.510 с.

5. Дробот, В.А. Новая полевая установка для динамометрирования и результаты оценки тяговых сопротивлений почвообрабатывающего рабочего органа /В.А. Дробот, Б. Ф. Тарасенко //Тракторы и сельхозмашины. 2014. №12. С. 10-12.

6. Свечников, П. Г. Модернизация почвообрабатывающих рабочих органов на основе исследования процесса их взаимодействия с почвой: автореф. дисс. ... д-ра техн. наук. /П. Г Свечников; Челябинск, 2013. 43 с.

7. Тарасенко, Б. Ф. Оптимизация параметров рабочего органа конструктивно-технологического решения для безотвальной обработки почвы с повышенной степенью крошения пахотного слоя /Б. Ф. Тарасенко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2010. №61(07). 10 с.

8. Джабборов, Н.И., Сергеев, А.В., Семенова, Г.А. Закономерности изменения

вероятностных оценок тягового

сопротивления почвообрабатывающих

рабочих органов //Теоретический и научно-практический журнал «Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства», Выпуск 97, Санкт-Петербург, 2018. С. 160-170. DOI 10.24411/0131-5226-2018-10102

9. Джабборов, Н.И., Семенова, Г.А. Научные принципы разработки и создания почвообрабатывающих агрегатов с улучшенными эксплуатационными показателями //Теоретический и научно-практический журнал «Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства», Выпуск 96, Санкт-Петербург, 2018. С. 85-93. DOI: 10.24411/0131-5226-2018-100561

10. Семенова Г.А. Джабборов Н.И. Обоснование конструктивных параметров динамичных почвообрабатывающих рабочих органов // Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 3 (28). С. 501-507. https://elibrary.ru/download/elibrary_36314221 _94284036.pdf

11. Джабборов Н.И., Захаров А.М., Семенова Г.А. Рабочий орган для рыхления почвы. Патент РФ на полезную модель 182130. Дата государственной регистрации в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 03 августа 2018 г.

12. Валге А.М. Основы статистической обработки экспериментальных данных при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства с примерами на STATGRAPHICS и EXCEL //А.М. Валге, Н.И. Джабборов, В.А. Эвиев; под ред. А.М. Валге. - Санкт-Петербург: изд-во ИАЭП; Элиста: изд-во КалмГУ. 2015. 140 с.

REFERENCES

1. Popov, V.D., Maksimov, D.A. Ekologicheskie problemy ispol'zovaniya mashinnykh tekhnologii v APK [Environmental problems of the use of machine-based technologies in agro-industrial complex]. Sel'skokhozyaistvennye mashiny i tekhnologii. 2009. No. 4: 5-8.

2. Klein, V.F., Mikhailov, A.I., Shcherbakov, V.A. Energeticheskaya model' pochvoobrabatyvayushchego agregata [Energy model of soil tillage unit]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2002. No. 73: 26-32.

3. Romanovsky N.V., Perekopskiy A.N. Povyshenie effektivnosti mekhanicheskoi obrabotki mezhduryadii v organicheskom zemledelii [Improving the efficiency of between-row mechanical soil tilling in organic farming]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 1

4. Oskin, S.V. Tarasenko B.F. Imitatsionnoe modelirovanie pri formirovanii effektivnykh kompleksov pochvoobrabatyvayushchikh agregatov - eshche odin shag k tochnomu zemledeliyu: monografiya [Simulation modeling in the process of formation of effective soil tilling complexes is one more step towards the precision farming: monograph]. Krasnodar: Izd-vo OOO «KRON», 2015:510.

5. Drobot, V.A., Tarasenko B.F. Novaya polevaya ustanovka dlya dinamometrirovaniya i rezul'taty otsenki tyagovykh soprotivlenii pochvoobrabatyvayushchego rabochego organa [New field installation for dynamometry and the results of evaluation of tractive resistance of soil cultivating working organ].Traktory i sel'khozmashiny. 2014. No. 12: 10-13.

6. Svechnikov, P. G. Modernizatsiya pochvoobrabatyvayushchikh rabochikh organov na osnove issledovaniya protsessa ikh vzaimodeistviya s pochvoi: avtoref. diss. ... d-ra tekhn. Nauk [Modernization of tillage working tools based on the study of the process of their interaction with the soil. Author's abstract of Dr. tech.sci.diss.]. Chelyabinsk, 2013: 43.

7. Tarasenko, B. F. Optimizatsiya parametrov rabochego organa konstruktivno-tekhnologicheskogo resheniya dlya bezotval'noi obrabotki pochvy s povyshennoi stepen'yu krosheniya pakhotnogo sloya [Experiment of definition of optimal parameters of tool construction technologic idea for chisel with high degree of crumble of cultivate layer]. Politematicheskii setevoi elektronnyi nauchnyi zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2010. No. 61

8. Dzhabborov N.I., Sergeev A.V., Semenova G.A. Zakonomernosti izmeneniya veroyatnostnykh otsenok tyagovogo soprotivleniya pochvoobrabatyvayushchikh rabochikh organov [Regularities of variation of probabilistic estimates concerning the traction resistance of tillage working tools]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 4(97): 160-170. (In Russian) DOI 10.24411/0131 -5226-2018-10102

9. Dzhabborov N.I., Semenova G.A. Nauchnye printsipy razrabotki i sozdaniya pochvoobrabatyvayushchikh agregatov s uluchshennymi ekspluatatsionnymi pokazatelyami [Scientific principles for development of tillage units with improved performance indicators]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 3(96): 85-93. (In

Russian) DOI: 10.24411/0131-5226-2018100561

10. Semenova G.A., Dzhabborov N.I. Obosnovanie konstruktivnykh parametrov dinamichnykh pochvoobrabatyvayushchikh rabochikh organov [Justification of design parameters of dynamic soil-cultivating working bodies]. Innovatsii v sel'skom khozyaistve. 2018. No 3(28): 501-507. (In Russian) https://elibrary.ru/item.asp?id=36314221

11. Dzhabborov N.I., Zakharov A.M., Semenova G.A. Rabochii organ dlya rykhleniya pochvy. [Working tool for soil loosening].

Patent RF on utility model N 182130. 2017. (In Russian).

12. Valge A.M., Dzhabborov N.I., Eviev V.A. Osnovy statisticheskoj obrabotki

ehksperimental'nyh dannyh pri provedenii issledovanij po mekhanizacii

sel'skohozyajstvennogo proizvodstva s primerami na S TATGRAPHIC S i EXCEL [Fundamentals of statistical processing of experimental data for research in mechanisation of agricultural production with examples in S TATGRAPHIC S and EXCEL]. Saint Petersburg: IEEP Publ.; Elista: Kalmyk Univ. Publ., 2015: 140.

УДК 631.421 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10157

ИЗМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ПОЧВЫ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Л.В. Яковлева, д-р с.-х. наук; Е.А. Николаева

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Белогорка», Ленинградская область, Россия

Минеральная (скелетная) часть почвы играет существенную роль в ее плодородии. Длительное применение минеральных удобрений усиливает интенсивность всех процессов, происходящих в почве, усиливает химическое выветривание минералов, что приводит к снижению плодородия почвы. Поэтому необходимы углубленные исследования минеральной, скелетной части почвы и поиски приемов и путей снижения отрицательного влияния хозяйственной деятельности человека. Целью исследования является получение новых экспериментальных данных о влиянии длительного применения удобрений и извести на изменения состава минеральной фазы почвы в условиях стационарных длительных опытов. Объекты исследования - почвы контрастных вариантов длительного полевого опыта на различных фонах минеральных удобрений и широким спектром доз извести. Использовали морфологический, мезо-, микроморфологический и физико-химические методы исследования почв. При сопоставлении макро-, мезоморфологии и микростроения целинной и освоенной почвы установлено, что при сельскохозяйственном использовании наибольшую трансформацию претерпела верхняя часть профиля (А0, А1, А2). Емкость катионного обмена пахотного горизонта снижается примерно в 2 раза по сравнению с органогенным горизонтом исходной почвы под лесом за счет большей интенсивности протекающих процессов. В пахотном горизонте емкость катионного обмена зависит от содержания органического вещества и параметров кислотно-основного равновесия. В подпахотных горизонтах большее значение приобретают минеральные компоненты почвы, наличие пылеватой и илистой фракции. В окультуренной почве не только отсутствует элювиальный горизонт, но и отсутствуют (или слабо выражены) признаки