Внедрение инновационных технологий опрыскивания полевых культур в зоне рискованного земледелия

2. Осипов, О.И. Усынин, Ю.С. Техническая диагностика автоматизированных электроприводов. - Москва: Энергоатом-издат, 1991. - 160 с.

3. Биргер, И.А. Техническая диагностика. - Москва: Машиностроение, 1978. -240 с.

4. Ксенз, С.П. Диагностика и ремонтопригодность радиоэлектронных средств. - Москва: Радио и связь, 1989. - 248 с.

5. Джейкокс, Дж. Руководство по поиску неисправностей в электронной аппаратуре / пер. с англ. - Москва: Мир, 1989. -176 с.

6. Димитров, В.П. Об организации технического обслуживания машин с ис-

пользованием экспертных систем//Вестник ДГТУ. - 2003. - Т. 3. - № 1 (15) С. 33-44.

7. Надежность и эффективность в технике: справочник. В 10 т. Т.9. Техническая диагностика/ под общ. ред. В.В. Клюева, П.П. Пархоменко. - Москва: Машиностроение, 1987. - 352 с.

8. Сапожников, Р.А., Матвеев, П.Н., Родин, Б.П., Филадельфина, Н.А. Основы технической кибернетики. - Москва: Высшая школа, 1970. - 464 с.

9. Вероятностные методы в вычислительной технике/ А.В. Крайников, Б.А. Кур-диков, А.Н. Лебедев и др.; под ред. А.Н. Лебедева и Е.А. Черявского. -Москва: Высшая школа, 1986. - 312 с.

Сведения об авторах Димитров Валерий Петрович - д-р техн. наук Донского государственного технического университета (г. Ростов-на-Дону).

Харахашян Сергей Михайлович - аспирант Донского государственного технического университета (г. Ростов-на-Дону).

Information about the authors Dimitrov Valeryi Petrovich - Doctor of Technical Science, Don State Technical University (Rostov-on-Don).

Kharakhashyan Sergei Michailovich - post-graduate student, Don State Technical University (Rostov-on-Don).

УДК 631.145:631.347.3

ВНЕДРЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОПРЫСКИВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В ЗОНЕ РИСКОВАННОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

© 2011 г. С.И. Камбулов, В.И. Вялков

Обеспечивает распыление жидкостно-воздушной смеси, осаждение капель, улучшение покрытия обрабатываемых растений в 2,7 раза, снижая при этом в 1,7 раза полидисперсность распыпяемых капель. Урожайность зерновых колосовых увеличивается на 1218%.

Ключевые слова: инновационные технологии, опрыскивание, полевые культуры, рискованное земледелие, сельское хозяйство.

This technology provides the liquid-air mixture dispersion, drop precipitation, the improvement of working plant covering in 2,7 time, reducing poly-dispersion of the spraying drops in 1.7 times. The grain crops capacity increases in 12-18%.

Key words: innovation technology, spraying, field crops, risky farming, agriculture.

В успешном развитии сельского хозяйства нашей страны приоритет всегда отдавался и отдается решению проблемы увеличения производства зерна. Одним из основных препятствий на пути повышения объема производимого зерна и его качества является снижение плодородия пахотных земель и потери, связанные с вредителями, болезнями и засоренности полей зерновых культур.

Применение минеральных, органических удобрений, средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков является одним из факторов интенсификации сельскохозяйственного производства, важным резервом увеличения производства сельскохозяйственной продукции.

Одним из направлений повышения эффективности применения жидких минеральных удобрений, средств защиты растений является снижение их расхода путем совершенствования технологий и применяемых технических средств. Хозяйства южного региона России в настоящее время мало обеспечены высококачественными машинами отечественного производства для наземного применения жидких удобрений и средств защиты растений, несмотря на то, что рынок сельскохозяйственной техники предлагает большой выбор зарубежных машин. Однако такая техника из-за

высокой ее стоимости оказывается малодоступной для большинства производителей сельскохозяйственной продукции в нашей стране.

При использовании штанговых опрыскивателей отечественного производства потери препаратов из-за сноса их ветром за пределы обрабатываемых участков составляют около 30%.

Известно, что наибольший эффект от применения жидких пестицидов удается получить, используя узкий спектр величины распыляемых капель. Для фунгицидов оптимальный диаметр капель - 150, для гербицидов - 250 мкм. Основные потери возникают при образовании капель, диаметр которых больше 300 и меньше 10 мкм.

Крупные капли пестицидов оседают большей частью на верхнюю поверхность листа, в то время как нижняя поверхность листа остается слабо обработанной.

Эффективность опрыскивания существенно повышается при использовании эжекторных распылителей, недостатком которых является малая продолжительность контакта рабочего раствора с воздухом. Немаловажным фактором является и то обстоятельство, что стоимость эжекторных распылителей в 5-6 раз выше стоимости серийных отечественных, работающих с одной только жидкостью.

Рис. 1. Узел приготовления жидкостно-воздушной смеси на опрыскивателе 0П-2000/18: 1 - площадка опрыскивателя; 2 - смеситель; 3 - воздуховод;

4 - нагнетательная магистраль опрыскивателя 0П-2000/18

воздух;

- жидкость;

- смесь воздуха и жидкости

Рис. 2. Смеситель опрыскивателя:

1 - напорно-смесительная камера; 2 - воздушная камера;

3, 4 - выпускные отверстия для жидкости и воздуха;

5 - поршень; 6, 7 - манжеты; 8 - головка поршня; 9 - кольцевая выточка; 10 - гнездо; 11 - пружина; 12 - регулировочный винт; 13 - выпускное отверстие; 14 - форкамера;

15, 18 - стенки; 16 - корпус; 17 - инжектор; 19 - воздуховод; 20 - смесительная камера; 21 - диффузор; 22 - уступ

Для управления процессом формирования заданного диаметра капельного диспергирования распыляемых пестицидов предлагается готовить жидкостно-воздушную смесь с широким диапазоном изменения количества воздуха в растворе жидких минеральных удобрений и пестицидов путем подачи под давлением через эжекти-рующее отверстие распылителя дополнительное регулируемое количество воздуха [1]. Чтобы расширить процесс образования и сохранения жидкостно-воздушной смеси, устанавливают на весь опрыскиватель общий смеситель (рис. 1), схема которого показана на рисунке 2 [2].

Экспериментальные исследования проводились на переоборудованном опрыскивателе ОП-2000/18 (рис. 1). На площадке 1 опрыскивателя устанавливались на каждую нагнетательную магистраль 4 рабочей жидкости по смесителю 2, подача воздуха в который осуществлялась из компрессора через ресивер трактора МТЗ-80 по воздуховоду 3.

Результаты измерений рабочей жидкости без подачи воздуха и жидкостновоздушной смеси, при различных диаметрах воздушного инъектора, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Расход жидкости (без воздуха и с воздухом) через щелевой распылитель

Давление, МПа Диаметр воздушного инъектора, мм Расход жидкости, л/мин Квадратичное отклонение от средней величины, %

воздуха воды без воздуха с воздухом без воздуха с воздухом

0,3-0,2 2,5 2,18 1,49 1,1 0,6

0,55-0,4 0,2 2,0 2,1 1,43 1,1 5,4

0,35-0,3 2,0 2,4 1,72 1,2 1,6

Исследования количественного распределения рабочей жидкости на примере комплексного микроэлементного удобрения Аквадон-Микро проводились на полевом опрыскивателе ОП-2000/18, оборудованном воздушным инжектором, на ширине захвата 4,5 м (девять распылителей) штанги. Исследования проводились при внекорневой подкормке подсолнечника с дозой внесения удобрений 400 л рабочего

0,1% раствора Аквадон-Микро. Использовались распылители 04БП0 (светло-синей окраски), работающие при давлении жидкости 2,2 атм и давлении рабочей жидкости с воздухом 2,6 атм. Капли улавливались на карточки из фотопленки, покрытой краской, для снижения смачивания пленки во-

дой. Карточки крепились на деревянных рейках и укладывались в ряду подсолнечника по две на левой и правой стороне штанги опрыскивателя.

Покрытие учетных карточек с измерительной шкалой каплями рабочего раствора фиксировалось цифровым фотоаппаратом. Увеличение отпечатков покрытия карточек каплями, полученными после распылителей, работавших без воздуха и с насыщением раствора воздухом, составило 3,0 и 2,5 раза соответственно. На рисунках 3 и 4 показаны факелы распыления жидкостно-воздушной смеси, рабочей жидкости и распределение капель на учетных карточках.

3 «и

а б

Рис. 3. Факелы распыла жидкости различного состава: а - жидкостно-воздушная смесь; б - рабочая жидкость без воздуха

а б

Рис. 4. Густота покрытия каплями учетных карточек: а - жидкостно-воздушная смесь; б - рабочая жидкость без воздуха

В результате обработки данных микрокопирования капель на учетных карточках и распределения их по классам (табл. 2) установлено, что при распылении жидкостно-воздушной смеси качество капель среднего и малого размера значительно

выше, чем при распылении одной только жидкости без воздуха. Так, количество капель до 200 мкм распыляемой жидкостновоздушной смеси и жидкости без воздуха равно 82 и 43% соответственно.

Таблица 2

Распределение капель по размерным классам

Классовый промежуток, мкм Количество просмотренных полос, шт. Среднее количество капель на одной полосе, шт. Число капель, шт.

Без воздуха С подачей воздуха Без воздуха С подачей воздуха Без воздуха С подачей воздуха

Количество капель, шт. Доля капель, % Количество капель, шт. Доля капель, %

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0-40 25 14 0,08 12,1 2 0,93 169 29,5

40-80 0,36 9,4 9 4,1 132 23,1

80-120 0,36 5,8 9 4,1 81 14,2

120-160 0,52 1,4 13 5,9 20 3,5

160-200 2,48 4,8 62 28,3 67 11,7

200-240 0,40 0,79 10 4,6 11 1,9

240-280 0,56 0,5 14 6,4 7 1,2

280-320 2,38 1,14 58 26,5 16 2,8

320-360 0,16 0,57 4 1,8 8 1,4

360-400 0,72 2,05 18 8,2 35 6,1

400-440 0,12 0,79 3 1,4 11 1,9

440-480 - 0,64 - - 9 1,6

480-520 0,80 - 5 2,3 - -

520-560 0,04 - 1 0,46 - -

560-600 0,04 0,43 1 0,46 6 1,1

600-640 0,16 - 4 1,8 - -

640-680 0,08 - 2 0,9 - -

680-720 0,04 - 1 0,46 - -

1260-1300 0,08 - 2 0,93 - -

1380-1420 0,04 - 1 0,46 - -

Насыщение рабочей жидкости, перекачиваемой насосом от ёмкости опрыскивателя к распылителям, достигалось подачей в один из нагнетательных шлангов воздуха под давлением 0,4-0,5 МПа. Результаты исследований приведены в таблице 3 и на рисунке 5, из которых видно, что нагнетанием воздуха рабочее давление жидкостно-воздушной смеси повышалось на 14-30%, а её расход снижался на 16,621,5% соответственно.

На основании проведенных исследований определены возможность повышения качества опрыскивания полевых культур с использованием эжектора, устанавливаемого на опрыскиватель. Это позволило по-

лучить средне- и мелкокапельное распыление при рабочих давлениях в 1,5-2,0 раза ниже по сравнению с давлением одной только жидкости. Доля капель до 200 мкм жидкостно-воздушной смеси и жидкости без воздуха при листовой подкормке подсолнечника была равна 82% и 43% соответственно.

При выходе из распылителя жидкостно-воздушной смеси воздух интенсивно дробит струю жидкости, способствует осаждению капель, улучшая тем самым плотность покрытия обрабатываемых растений в 2,7 раза, снижая при этом в 1,7 раза полидисперсность распыляемых капель.

Таблица 3

Расход жидкости без воздуха и с его подачей при разном давлении

Давление, МПа Расход, л/мин Снижение расхода жидкостно-воздушной смеси, %

Дата проведения опыта Ё § N Подаваемого воздуха и ° § э * І ^ к 3 о » % о О Жидкости Среднее арифметическое Среднеквадратичное отклонение, о, % Жидкостно-воздушная смесь Среднее арифметическое е 1 ^ £ о & § 9 * ва е £ к а о к 5 « И ет ро о

2.04.09 0,30 0,50 0,45 2,2 2,0 1,8 2,0 8,2 1,7 1.5 1.5 1,57 9,4 21,5

11.06.09 0,30 0,40 0,35 2,0 2,16 2,0 8 3,2 1,66 1,86 1,74 4,3 16,6

2,1 1,70

Давление, МПа

Рис. 5. Расход жидкости и жидкостно-воздушной смеси в зависимости от давления: 1 - теоретическая кривая; 2, 3 - экспериментальные кривые расхода жидкости

и жидкостно-воздушной смеси

Насыщение рабочей жидкости воздухом из расчета 25 л/мин приводит к снижению её расхода на 16,6-21,5% по сравнению с расходом одной только жидкости без воздуха.

Литература

1. Патент 2390128 С1 Россия, МПК А01М 7/00 Способ опрыскивания сельскохозяйственных культур / В.И. Вялков,

Ю.Н. Волгин, В.А. Вялых: - № 2008 144847; Заявл. 13.11.08; Опубл. 27.05.10, Бюл. № 15. - 4 с.: ил.

2. Патент 2305938 С2 Россия, МПК А01М 7/00 Дозатор смеситель опрыскивателя/ В.А. Вялых, ВТ. Алёхин, В.И. Вялков и др.: - № 2005 114593/12; Заявл. 13.12.05; Опубл. 20.09.2007, Бюл. № 26. -5 с.

Сведения об авторах Камбулов Сергей Иванович - д-р техн. наук, заведующий отделом механизации полеводства Северо-Кавказского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии (г. Зерноград).

Тел. 8(86359)41-6-91.

Вялков Владимир Иванович - канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории механизации обработки почвы Северо-Кавказского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)41-6-91.

Information about the authors Kambulov Sergei Ivanovich - Doctor of Technical Sciences, manager of the field-crop cultivation mechanization department, North Caucasian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture (Zernograd). Phone: 8(86359)41-6-91.

Vyalkov Vladimir Ivanovich - Candidate of Technical Science, senior research worker, North Caucasian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture (Zernograd). Phone: 8(86359)41-6-91.

УДК 631.145:62:636

ИННОВАЦИОННЫЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ

ЖИВОТНОВОДСТВА

© 2011 г. М.А. Тищенко

Приведены инновационные технологические процессы и технические средства нового поколения для подготовки и раздачи полноценных кормосмесей на фермах крупного рогатого скота с многокомпонентным и малокомпонентным сено-сенажно-концентратным типом кормления животных.

Ключевые слова: инновационные технологии, технологические процессы, технические средства, продуктивность животных, технология кормления, крупный рогатый скот, кормосмеси.

The innovating technological processes and technical means of the new generation for full value forage mixtures preparing and distribution on the cattle farms with multi-components and low components hay-concentrated type of animals feeding.

Key word: innovating technologies, technological processes, technical means, animals’ productivity, feeding technology, cattle, forage-mixtures.

Известно, что в нашей стране за последние 20 лет производство и потребление молока и мяса на душу населения уменьшилось почти в 2 раза. В Ростовской области имеет место наибольшее снижение. Например, производство говядины на душу населения уменьшилось в 3,1 раза, в то время как в зоне Северного Кавказа снижение этого показателя составило только в 2,1 раза. Между тем, в этой области имеются благоприятные условия для развития животноводства: достаточное количество естественных пастбищ и сенокосов, зерновых кормов, людских ресурсов и др.

Несмотря на принятые в последние годы ряд целевых программ по развитию животноводства (национальный проект «Развития АПК» и другие) прорыва в увеличении производства молока и мяса не произошло. Строительство крупных ферм сдерживается не только недостаточными финансовыми ресурсами, но и противодействием большинства руководителей коллективных предприятий, которые обеспечены достаточными личными доходами от растениеводства без круглогодовых и круглосуточных хлопот от животноводства.