Противоэрозионная технология гребнисто-ступенчатой вспашки и плуг для ее осуществления

УДК 502/504 : 631.312 : 631.6.02 Б. С. МИРЗАЕВ, Ф. М. МАМАТОВ

Ташкентский институт ирригации и мелиорации, Узбекистан, г. Ташкент

ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ГРЕБНИСТО-СТУПЕНЧАТОЙ ВСПАШКИ И ПЛУГ ДЛЯ ЕЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В статье рассматривается обоснование новой противоэрозионной технологии и конструкцию плуга,способствующий сбережению влаги и предотвращению водной эрозии на склоновых землях. Объектами исследования являются противоэрозионная технология гребнисто-ступенчатой вспашки и плуг для осуществления этого способа обработки почвы. Предложена новая противоэрозионная технология гребнисто-ступенчатой вспашки,которая способствует смещение почвы вниз и вверх по склону, неполный оборот пласта чередуется с полным (на 180° в пределах борозды). Плуг состоит из ступенчато расположенных винтовых плужных корпусов и направляющих пластин с рабочими поверхностями, обращенными к лемешно-отвальным поверхностям корпусов. Нечетные корпуса оснащены короткими направляющими пластинами,почвоуглубители типа «параплау» установлены за четными корпусами. После прохода плуга образовывается ступенчатое дно борозды с гребневым профилем поверхности пашни, происходит задержание и накапливание дождевых вод. Возникновенияе водной эрозии предовращается. В результате экспериментальных исследований определены следующие оптимальные параметры: длина заплужника нечетного корпуса составила 75 см,длина заплужника нечетнеого корпуса - 93 см; продольное расстояние между корпусами - 50 см. Установлено, что эффективным способом гребнисто-ступенчатой вспашки склонов является чередование неполного оборота пласта с полным в пределах борозды на 180° в сочетании с полосным подпахотным рыхлением. Приводится описание рациональной конструктивной схемы плуга для гребнисто-ступенчатой. Отмечается,что при продольном расстоянии 0,5 м между корпусами обеспечивается требуемый качественный неполный оборот пластов с наименьшими энергетическими затратами при длине заплужника 75 см.

Водная эрозия, сбережение влаги, технология, плуг, рыхлитель, склон.

The article considers substantiation of a new erosion-protective technology and design of the plow promoting to saving of moisture preventing from water erosion on slope lands. The objects of investigation are an erosion-protective technology of ridge-stepped plowing and a plough for implementation of this method of soil treatment. There is proposed a new erosion-protective technology of ridge-stepped plowing which facilitates the soil shifting down and up along the slope,an incomplete turn of the layer rotates with a complete one (by 180° within a furrow). The plow consists of screw bodies placed stepwise and guide plates with working surfaces turned to the plow-bottom surfaces of bodies. Odd bodies are equipped with short guide plates, subsoilers of a «paraplow» type are installed behind even bodies. After the plough passage there is formed a stepped furrow bottom with a ridge profile of the field surface, there happens a detention and accumulation of rain water. Water erosion origin is prevented. As a result of experimental investigations the following optimal parameters were determined: the length of the zapluzhnik of the odd body was 75 cm,the length of the zapluzhnik of the odd body - 93 cm; the longitudinal distance between bodies - 50 cm. It is established that the effective way of the ridge-stepped plowing of slopes is the alteration of the incomplete layer turn with a complete one within the furrow by 180° in combination with a strip subsoil tillage. There is given a description of the rational structural scheme of the plow for ridge-stepped plowing. It is noted that at the longitudinal distance of 0,5 m between the bodies there is provided a required qualitative incomplete turn of layers with the minimal energetic costs under the length of the zapluzhnik 75 cm.

Water erosion, moisture saving, plow, ripper, slope.

2' 2015

К

Эрозия наносит ощутимый ущерб сельскому хозяйству Узбекистана. Чрезмерная обработка почвы приводит к распространению ветровой и водной эрозии почв. В Узбекистане Более 70 % посевной площади подвержены эрозии [1].

В Узбекистане более 20,4 % пашни расположено на склонах крутизной 3° и более. При высокой степени распаханности и возрастающей интенсификации земледелия площадь эродированных земель на склонах увеличивается ежегодно. Проблема водной эрозии и дефицит почвенной влаги остро ощущается на богарных склоновых землях. В Узбекистане пригодные к богарному земледелию почвы составляют 2,130 млн га, из которых пашня составляет 814,5 тыс. га. 700,4 тыс. га пашни на богарных землях подвержены водной эрозии, из которых 416,5 га в сильной и средней степени [2].

Одним из факторов, влияющих на водную эрозию, является технология обработки почвы и технические средства. Применяемые технологии и технические средства для основной обработки почвы в Узбекистане не только не предупреждают, но и способствуют возникновению и развитию процессов водной эрозии, так как существующая система земледелия не предусматривает мероприятия по предупреждению водной эрозии почв.

Поэтому актуальными являются задачи, связанные с разработкой почвообрабатывающей техники, удовлетворяющей требованиям мероприятий по предупреждению водной эрозии почв.

Цель работы заключается в разработке технологии и плуга, способствующих сбережению влаги и предотвращению водной эрозии на склоновых землях. Для этого необходимо, чтобы плуг образовывал ступенчатое дно борозды и гребнистостую поверхность пашни.

Объектами исследований являются: технология гребнисто-ступенчатой вспашки и плуг для осуществления этого способа.

Изучение технологических процессов работы плуга проводили в лабораторных и полевых условиях, по литературным источникам, патентам, результатам испытаний разработанной машины. Исследования проводились в 2012-13 годах в Кашкадарьин-ской области Узбекистана на стерне озимой пшеницы. При определении качественных показателей работы плуга руководствовались программой и методикой испытания сельскохозяйственных машин по ОСТ 104.2-89.

Известно, что при ежегодной вспашке стандартными плугами на одинаковой глубине в подпахотном слое образуется плужная подошва, плотность которой в 2 и более раз превышает плотность пахотного слоя. Это приводит к ухудшению впитывания влаги нижним подпахотным слоем почвы. В результате этого возникает внутрипочвенный сток и водная эрозия на склонах. Установлено, что внутрипочвенный сток можно регулировать с помощью глубокой обработки, ступенчатой вспашки, гребнисто-ступенчатой вспашки, кротования, щелевания и др. [3].

Авторы статьи для улучшения качества обработки и предотвращения водной эрозии на склоновых полях разработали различные технологии и конструктивные схемы плуга для гребнисто-ступенчатой вспашки на базе линейно-ступенчатого плуга, осуществляющего гладкую вспашку с оборотом пластов на 180° в пределах собственной борозды. Одним из эффективных является способ, при котором неполный оборот пласта чередуется с полным (на 180° в пределах собственной борозды) оборотом пласта, а подпахотные слои пласта разрыхляются (рис. 1).

Е-

Рис. 1. Поперечный профиль борозды после обработки плугом для гребнисто-ступенчатой вспашки

2' 2015

Этот способ осуществляется плугом для гребнисто-ступенчатой вспашки (рис. 2), состоящим из рамы 1, винтовых плужных корпусов 2 и 4, направляющих пластин 3 и 5 с рабочими поверхностями, обращенными к лемешно-отвальным поверхностям корпусов [4]. Нечетные корпуса 2 оснащены короткими направляющими пластинами 3, а за четными корпусами 4 установлены почвоуглубители 6 типа «параплау».

Рис. 2. Конструктивная схема плуга для гребнисто-ступенчатой вспашки

При работе нечетный корпус 2 взаимодействует с короткой направляющей пластиной 3 и оборачивает пласт на 135°, последующий четный корпус 4 взаимодействует с длинной направляющей пластиной 5 и осуществляет подрезание, оборот и укладку пласта на 180° в собственную борозду. Одновременно с оборотом пластов четными корпусами почвоуглубители 6 осуществляют подпахотное рыхление. После прохода плуга получается ступенчатое дно борозды и гребнистая поверхность пашни. Сочетание ступенчатого дна борозды с гребнистостью поверхности пашни способствует задержанию воды и предотвращению смыва почвы после ливневых осадков.

Одним из основных параметров, влияющих на качество вспашки и энергоемкость плуга для гребнисто-ступен-

2' 2015

чатой вспашки являются продольное расстояние между корпусами и длина направляющей пластины.

Для определения оптимальных параметров направляющей пластины и продольного расстояния между корпусами был изготовлен экспериментальный плуг. Эксперименты проводились в богарной зоне на поле для посева пшеницы.

Продольное расстояние между корпусами плуга Ьр для гладко-ступенчатой вспашки изменялось от 0,1 до 0,7 м. Эксперименты по определению влияния продольного расстояния между корпусами на качественные и энергетические показатели плуга проводились при установочной глубине обработки корпусов а = 22 см, ширине их захвата Ьк = 50 см, скорости агрегата 1,68 м/с.

Результаты экспериментов показали, что на стерне озимой пшеницы плуг с фронтально установленными корпусами (Ьр = 0) работает неудовлетворительно, он часто забивается почвой и растительными остатками. С увеличением Ьр улучшается качество работы корпусов и оборот пласта. При работе пласт, оборачиваемый четным корпусом, не должен задевать элементы нечетного корпуса. Наблюдения показали, что это достигается при продольном расстоянии между корпусами 0,50...0,55 м. С увеличением Ьр от 0 до 0,5 м тяговое сопротивление интенсивно уменьшается. При дальнейшем увеличение Ьр тяговое сопротивление плуга незначительно уменьшается. С увеличением Ьр улучшается степень заделки растительных остатков и устойчивость хода плуга. Поэтому минимальное продольное расстояние между корпусами должно быть 0,5 м.

Эксперименты по выявлению влияния длины направляющей пластины нечетного корпуса на качественные и энергетические показатели плуга проводились при установочной глубине обработке корпусов а = 22 см и продольного расстояния между корпусами 0,5 м при скорости агрегата 1,68 м/с.

Полученные результаты экспериментальных исследований показывают,

и

что на оборот пласта и профиль пашни основное влияние оказывает длина направляющей пластины. При работе корпуса без направляющей пластины пласт накладывается на соседний пласт, а с левой стороны образуется открытая борозда (углубление) с шириной 31,6 см, глубиной 19,8 см и высотой гребня 14,1 см, наблюдался недовал пласта. При увеличениии длины направляющей пластины до Ь = 50 см также наблюдался недо-вал пласта. Образовалось углубление шириной 23,6 см, глубиной 12,8 см и гребень высотой 17,5 см. При длине направляющей пластины Ь = 75 см осуществлялся надежный технологический процесс оборота пласта. Глубина углубления небольшая - 5,6 см, высота гребня 12,5 см. При Ь1 = Ь = 93 см поверхность пашни почти выровненная, высота гребня 5,8 см. Это объясняется тем, что направляющая пластина воздействует на пласт от начала до конца его оборота. При этом пласт оборачивается в пределах своей борозды на 180° без поперечного перемещения его центра тяжести.

С увеличением длины направляющей пластины тяговое сопротивление плуга уменьшается. Так как при отсутствии направляющей пластины пласт находится под воздействием корпуса до оборота пласта на 90°, затем пласт по инерции дообарачивает-ся. С увеличением длины направляющей пластины определенная энергия затрачивается на преодоление сил сопротивления и трения о поверхности заплужника.

Заключение

Эффективным способом вспашки, предотвращающим водную эрозию на склоновых полях является способ, при котором неполный оборот пласта

чередуется с полным (на 180° в пределах собственной борозды), а подпахотные слои последнего разрыхляются. Разработан плуг для гребнисто-ступенчатой вспашки, осуществляющий предложенный способ. Установлено, что продольное расстояние между корпусами плуга должно быть не менее 50 см, нечетные корпуса должны оснащаться короткими направляющими пластинами, а за четными корпусами должны быть установлены почвоуглубители типа «параплау».

1. Насриддинов М. М., Хамраев М. Б., Насриддинов М. Р. Интенсификация использования пустынных почв. -Ташкент: Мехнат, 1989. - 102 с.

2. Махсудов Х. М. Лалмикор тупро-клар, уларнинг унимдорлигини оши-риш ва эрозияга карши курашнинг илмий асослари // II съезд почвоведов и агрохимиков Узбекистана: тезисы докладов. - Ташкент, 1995. -С. 188-189.

3. Вагина А. Т. Механизация защиты почв от водной эрозии в Нечерноземной полосе. - Ленинград.: Колос, 1977. - 272 с.

4. Плуг: Пат. ... полезн. модель РУз FAP 00863 / Ф. М. Маматов, Б. С. Мир-заев [и др.]; 2014. - Бюл. № 1.

Материал поступил в редакцию 09.04.14г. Мирзаев Бахадир Суюнович, кандидат технических наук, доцент, первый проректор по учебной работе Тел. +9-98712466718 Е-mail: bahadir_uz @ rambler.ru Маматов Фарман Муртозевич, доктор технических наук, профессор, директор центра научно-прикладных исследований и инновации КИЭИ Тел.+9-98914594682 Е-mail: Fmamatov50 @ mail.ru

2' 2015