Экспериментальный образец устройства высева семян сидератов на профилированную поверхность

technology]. Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2018. No 9: 178-183.

8. Zabrodskii V.M., Fainleib A.M., Kutin L.N., Utkin-Lyubovtsev O.L. Khodovye sistemy traktorov:

9. Panasyuk, A.N., Kashbulgayanov R.A., Lipkan A.V. Metodika otsenki funktsional'no-ekologicheskoi effektivnosti dvizhitelei mashin v zonal'nykh usloviyakh [Methods for assessing the functional and ecological performance of

machine traction units in zonal conditions]. Itogi koordinatsii nauchno-issledovatel'skikh rabot po soe za 2011-2014 gody [Results of the coordination of research work on soybeans in 2011-2014]. Blagoveshchensk: All-Russia Res. Inst. Of Soy, FSBSI FESRIMEA. 2015: 21-28.

10. Samsonov, V.A., Zangiev A.A., Lachuga Yu.F., Didmanidze O.N. Osnovy teorii mobil'nykh sel'skokhozyaistvennykh agregatov [Fundamentals of the theory of mobile agricultural units]. Moscow: Kolos. 2000: 248.

УДК 631.334 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10159

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЕЦ УСТРОЙСТВА ВЫСЕВА СЕМЯН СИДЕРАТОВ НА

ПРОФИЛИРОВАННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

А.Б. Калинин1, д-р техн. наук; А.А. Устроев1, канд. техн. наук;

2 1 И.З. Теплинский , канд. техн. наук; Е.А. Мурзаев

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

2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Санкт-Петербург, Россия

Одной из проблем при возделывании пропашных культур, в том числе картофеля, по существующим технологиям является воздействие на посадки эрозионных процессов. Основным направлением снижения интенсивности эрозионных процессов является дальнейшее совершенствование технологических приемов и технических средств возделывания картофеля, обеспечивающих регулирование стоков и защиту верхнего слоя почвы от выдувания. Наиболее перспективным является комбинированный способ упрочнения профилированной поверхности с использованием посева сидеральных культур и обработкой гребней прутковыми катками. Для осуществления данного технологического приема рационально использовать современные пневматические высевающие модули, которые могут устанавливаться на различные сельскохозяйственные агрегаты. Использование в таких системах стандартных дефлекторов (отбойных пластин) повышает риск возрастания неравномерности высева семян на гребне под воздействием внешних факторов. Разработана оригинальная конструкция распределительного устройства, которая включает в себя рамку, повторяющую профиль гребневой поверхности и два диффузора. Конструкция обеспечивает возможность регулировки параметров, влияющих на точность

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

_растениеводства и животноводства_

распределения семян сидератов - геометрические параметры диффузора, а именно его высота и угол наклона относительно профилированной поверхности.

Ключевые слова, возделывание картофеля, профилированная поверхность, эрозионные процессы, посев сидеральных культур, распределительное устройство.

Для цитирования. Калинин А.Б., Устроев А.А., Теплинский И.З., Мурзаев Е.А. Экспериментальный образец устройства высева семян сидератов на профилированную поверхность //

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 2(99). С 148-157

EXPERIMENTAL MODEL OF THE SYSTEM FOR SOWING THE GREEN MANURE SEEDS

ON THE FORMED SURFACE

A.B. Kalinin1, DSc (Engineering); A.A. Ustroev1, Cand. Sc (Engineering);

2 1 I.Z. Teplinskij , Cand. Sc (Engineering); E.A. Murzaev

institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

2Federal state educational budgetary institution of higher education "Saint Petersburg State Agrarian University", Saint Petersburg, Russia

One of the problems in the row crop cultivation by existing technologies, potato included, is the impact of erosion processes on the crop plantations. The main way to reduce the erosion intensity is to improve further the technological methods, machines and equipment for potato cultivation, which would provide the run-off control and topsoil protection from the wind erosion. The most promising method in this respect is to make a formed soil surface more erosion-resistant by sowing the green manure crops and tilling the ridges with the bar rollers. To implement this technological method the state-of-the-art pneumatic sowing modules are recommended, which can be installed on different agricultural units. The use of standard deflectors (breaker plates) in such systems increases the risk of higher non-uniform seeding on the ridge under the influence of external factors. An original distributing device was designed, consisting of a frame, which followed the profile of the ridge surface, and two diffusers. This device controled the parameters governing the precise distribution of green manure seeds - the geometric parameters of a diffuser, namely, its height and the level angle to the formed soil surface.

Key words: potato cultivation, formed soil surface, erosion process, green manure crops, sowing, distributing device.

For citation: Kalinin A.B., Ustroev A.A., Murzaev E.A., Teplinskij I.Z. Experimental model of the system for sowing the green manure seeds on the formed surface. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 2

Введение

Одной из проблем при возделывании пропашных культур, в том числе картофеля, по существующим технологиям является воздействие на посадки эрозионных

процессов. В большей степени интенсивность воздействия таких процессов проявляется на посадках, размещенных на полях имеющих уклоны [1].

Интенсивность эрозионных процессов во местности, а так же технологических многом зависит от типа почвы, природно- приемов обработки почвы. Данные факторы климатических условий зоны, рельефа можно разделить на три группы (Рис. 1).

Рис. 1. Основные факторы, влияющие на интенсивность водной и технологической эрозии

К первой группе можно отнести постоянные факторы, которые не зависят от применяемой технологии. Группа неуправляемых факторов в основном зависит от природно - климатических особенностей региона, в связи с этим данные факторы в зависимости от года могут принимать различные значения. Третья группа факторов - управляемые, оказывают большое влияние на интенсивность эрозионных процессов. Особенностью данных факторов является то, что их можно изменять в широких пределах путем применения различных

сельскохозяйственных машин и их рабочих органов [2].

Существующие технологии обработки почвы при возделывании картофеля в основном направлены на формирование ее мелкокомковатой структуры для создания оптимальных условий развития клубней нового урожая [3]. Данная структура в большой степени подвергается воздействию эрозионных процессов.

В основном данные процессы интенсивно проявляются после

формирования полно-объёмных гребней до всходов картофеля

Рис. 2. Результат воздействия водной эрозии на посадки картофеля

Это связано с тем, что при выпадении обильных осадков, почва, в местах уплотнения не может усвоить всю влагу. В связи с этим возникает риск движения неусвоенной влаги в междурядье, что приводит к размыву профилированной поверхности и потере урожая.

Проведенный патентный поиск и анализ литературных источников [4 - 6] показал, что для снижения воздействия эрозионных процессов на сформированные гребни, существует несколько технологических приемов направленных на упрочнение

профилированных поверхностей почвы (Рис. 3), таких как:

прикатывание профилированной

поверхности поля с помощью активного катка;

использование в картофелепосадочных машинах или культиваторах для междурядной обработки пассивной гребнеобразующей плиты с установкой специальных удлинителей;

прикатывание гребней

профилированными прутковыми катками.

Рис. 3. Технологические приемы упрочнения профилированной поверхности

При использовании активного катка и гребнеобразующей плиты с установкой удлинителей происходит не только

упрочнение профилированной поверхности, но и некоторое уплотнение почвы внутри гребня (гряды), что ухудшает условия развития клубней картофеля. Также применение таких способов упрочнения ухудшает условия впитывания влаги из-за закупорки капилляров по всему периметру гребня и повышает интенсивность стока воды вдоль профилированной поверхности.

При использовании профилированных прутковых катков в составе

комбинированных агрегатов формируются упрочненные участки в местах контакта катка с профилированной поверхностью и не достаточно упрочняются зоны между прутками.

Таким образом, основными

направлениями снижения интенсивности эрозионных процессов является дальнейшее совершенствование технологических

приемов и технических средств возделывания картофеля, обеспечивающих регулирование стоков и защиту верхнего слоя почвы от выдувания. Материалы и методы

Наиболее перспективным, на наш взгляд, является комбинированный способ упрочнения профилированной поверхности с использованием посева сидеральных культур и обработкой гребней прутковыми катками [7]. Семена сидератов будут вноситься при формировании полнообъемных гребней пропашным культиватором с пассивными рабочими органами непосредственно после посадки картофеля [8].

Благодаря быстрому вегетационному периоду сидераты способны наращивать большое количество зеленой массы и развивать мощную корневую систему.

Сидеральные культуры, посеянные на профилированную поверхность, быстро прорастают, тем самым упрочняют своей корневой системой верхний слой почвы, в том числе и боковую поверхность гребней

Растительный покров, создаваемый сидеральными культурами, оказывает высокое воздействие на эрозионные процессы, предохраняя почву от смыва или выдувания, снижая слой стока и скорости стекания

Физическая сущность данного влияния заключается в следующем:

сдерживание части осадков надземными частями растений и растительным опадом;

транспирация влаги и сокращение испарения;

увеличение инфильтрационных свойств почвы посредством предохранения ее от ударного действия капель дождя;

повышение водопроницаемости почв за счет образования пор при отмирании корней;

снижение скорости движения водного потока за счет надземной части растений;

увеличение прочности мелкокомковатой структуры почвы;

повышение сопротивления почвы размыву за счет корневой системы растений и растительных остатков.

Таким образом, посев сидеральных культур влияет на обе составляющие эрозионных процессов - эродирующую способность потоков воды и ветра, а также на повышение степени сопротивления почвы воздействию эрозии [9 - 12].

Для осуществления данного

технологического приема рационально использовать современные пневматические высевающие модули, которые могут устанавливаться на различные

сельскохозяйственные агрегаты (рис. 4).

п

Рис. 4. Пневматические высевающие устройства

При использовании на таких системах стандартных дефлекторов (отбойных пластин) (рис. 5) повышается риск возрастания неравномерности распределения семян на гребне под воздействием внешних факторов, например - ветра.

Рис. 5. Стандартные дефлекторы

В связи с тем, что семена сидератов необходимо равномерно распределить по профилированной поверхности необходимо совершенствование существующей системы высева на пневматических высевающих устройствах.

Результаты и обсуждение

На рис. 6 представлена информационная модель системы высева семян сидератов на профилированную поверхность.

Рис. 6. Информационная модель системы высева семян сидератов на профилированную поверхность

Она состоит из трех элементов: пневмотранспортно - распределительной системы 1 состоящей из блока эжекторов и семяпроводов; распределительного

устройства 2, обеспечивающего

распределение семян по всей поверхности гребня (вершине и боковым стенкам) и почвы 3 представляющей собой профилированную поверхность.

Совокупность этих элементов находится под воздействием переменных ZП(t) - профиля поверхности гребня, сформированного окучивающими корпусами, А^) - колебаний рамы машины, - физико-механических свойств семян, а также настроечной величины значения рабочей скорости V(t). На вход элемента 1 модели действует

случайный в вероятностно статистическом смысле процесс в виде потока семян qд(t) с соответствующими числовыми

характеристиками, поступающий от дозирующей системы высевающего устройства. На выходе элемента 1 получаем поток семян со своими числовыми характеристиками qт(t) (средним значением, дисперсией и коэффициентом вариации). Поступающий от пневмотраспортно-распределительной системы поток семян распределительным устройством 2 преобразуется в поток qр(t) со своими числовыми характеристиками. Эти характеристики будут зависеть от конструктивных и настроечных параметров распределительного устройства к. На выходе элемента 3 получаем такие параметры как Qф(t) - фактический расход семян сидератов на гектар и L(t) - показатель, характеризующий неравномерность

распределения семян по профилированной поверхности поля выражаемый в %.

В результате теоретического анализа разработана конструкция и изготовлен экспериментальный образец

распределительного устройства, показанный на рис. 7.

Он состоит из рамки 1, повторяющей профиль гребневой поверхности 3 и двух диффузоров 2 конструкция и технологическая схема которых показана на рис. 8 и 9.

Рис. 7. Экспериментальный образец распределительного устройства высева семян сидератов на профилированную поверхность 1 - Рамка; 2 - Диффузоры; 3 - Имитатор гребня

Рис. 8. Схема диффузора

Рис. 9. Технологическая схема работы диффузора

Конструкцию диффузора условно можно разделить на 3 части. Первая часть - штуцер, предназначен для подключения семяпровода от пневматического высевающего устройства. Вторая часть - сам диффузор, внутри которого установлен делитель. Делитель предназначен для деления воздушного потока с семенами, с целью его лучшего распределения внутри диффузора. В данной конструкции воздушный поток

делится на 2 части. Третья часть - конфузор, предназначен для объединения двух распределенных воздушных потоков и их ориентации на профилированную поверхность поля.

Воздушный поток с семенами, проходя через штуцер, распределяется внутри диффузора. Затем, при достижении потоком делителя происходит его разделение на 2 части, при этом семена, ударяясь о дефлектор, также разделяются на 2 потока. Далее 2 разделенных воздушных потока с семенами, за счет корпуса диффузора объединяются и ориентируются выходным окном конфузора, через который

происходит высев семян сидератов на профилированную поверхность. При выходе семян из окна конфузора, до падения их на поверхность поля они продолжают сопровождаться воздушным потоком, что будет снижать воздействие ветра на распределение семян по профилированной поверхности.

Также была изготовлена рамка с отверстиями, показанная на рис. 10.

Рис. 10. Схема рамки для установки диффузоров 1 - Центральная часть с отверстиями крепления рамки к направляющей; 2 - Боковые поверхности копирующие профиль гребня; 3 - Отверстие для установки диффузоров; 4 - Паракорд; 5 - Уголок

для крепления паракорда

За счет изменения длины натянутого паракорда 4, привязанного к уголкам 5, происходит изменение угла наклона боковых поверхностей, на которых установлены диффузоры. Данная настройка позволяет оценить, в какой степени угол наклона диффузора относительно горизонтали влияет на равномерность распределения семян по профилированной поверхности.

Таким образом, основными

параметрами, влияющими на точность распределения семян сидератов, являются:

геометрические параметры диффузора, а именно его высота (параметр A) (рис. 8);

угол наклона диффузора относительно профилированной поверхности;

высота установки распределительного устройства.

Дальнейшие исследования будут направлены на обоснование конструктивных и настроечных параметров

распределительной системы семян сидеральных культур на профилированной поверхности поля на основании оценки

фактической равномерности распределения семян полученной в результате исследований. Выводы

Основной причиной возникновения эрозионных процессов при существующей технологии возделывания картофеля является отсутствие эффективных технологических приемов и технических средств для регулирования стоков вод, а так же защиты верхнего слоя почвы от выдувания.

Наиболее перспективным является комбинированный способ упрочнения профилированной поверхности с

использованием посева сидеральных культур и обработкой гребней прутковыми катками.

Разработанная конструкция системы высева семян сидератов на

профилированную поверхность является технической реализацией нового

технологического приема упрочнения поверхности гребня с использованием посева сидеральных культур.

БИБЛИОГРAФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Калинин А.Б., Смелик В.А., Теплинский И.З., Первухина О.Н. Выбор и обоснование параметров экологического состояния агроэкосистемы для мониторинга технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2015. №39. С. 315319.

2.Соколов Н.М. Стрельцов С.Б. Совершенствование технологического процесса обработки почвы снижающего водную и технологическую эрозию // Успехи современного естествознания. 2018. №11-2. С. 299-304.

3.Калинин А.Б., Теплинский И.З., Кудрявцев П.П. Анализ параметров почвенного состояния при выполнении технологических

процессов возделывания картофеля с целью выявления причин переуплотнения почвы // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования. 2015. С. 493-498.

4.Еникеев В.Г., Теплинский И.З., Калинин А.Б., Врублевский В.Д. Культиватор-гребнеобразователь Патент на изобретение RUS 2124824 11.06.1996.

5.Калинин А.Б., Теплинский И.З., Врублевский В.Д., Смелик О.В. Теоретические основы выбора рациональных режимов работы активного катка в составе комбинированного агрегата для подготовки посадок картофеля к уборке // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2012. №28. С. 346351.

6.Калинин А.Б., Теплинский И.З., Ружьев В.А. Мировые тенденции и современные технические системы для возделывания картофеля: учебное пособие - СПб.: Проспект Науки. 2016. - 160с.

7.Мурзаев Е.А. Методы и средства упрочнения профилированных поверхностей поля при возделывании картофеля // Вестник студенческого научного общества. 2018. Т.9. №2. С. 65-68.

8.Калинин А.Б., Теплинский И.З., Кудрявцев П.П., Устроев А.А. Секция рабочих органов пропашного культиватора-

гребнеобразователя Патент на полезную модель RUS №169780 01.07.2016.

9.Кочетов И.С. Почвозащитная роль полевых культур // Земледелие. 2000. №3. С. 16

10. Ларионов Г. А. Эрозия и дефляция почв. М.: Изд-во МГУ, 1993. 200 с.

11.Нарциссов, В.П. Научные основы систем земледелия. М.: Колос, 1976. 336 с.

12. Демихов В.Т., Долганова М.В., Хорина Е. В., Чучин Д.И. Эрозионные свойства почв Брянской области. Монография. Брянск: ООО «Ладомир», 2015. 184 с.

REFERENCES

1. Kalinin A.B., Smelik V.A., Teplinskii I.Z., Pervukhina O.N. Vybor i obosnovanie parametrov ekologicheskogo sostoyaniya agroekosistemy dlya monitoringa tekhnologicheskikh protsessov vozdelyvaniya sel'skokhozyaistvennykh kul'tur [Choice and justification of parameters of ecological state in the agroecosystem for monitoring the technological processes of growing agricultural crops]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. No. 39: 315-319.

2. Sokolov N.M. Streltsov SB. Sovershenstvovanie tekhnologicheskogo protsessa obrabotki pochvy snizhayushchego vodnuyu i tekhnologicheskuyu eroziyu [Improvement of the technological process of soil treatment for decreasing water and technological erosion on slope lands]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2018. No. 11-2: 299-304.

3. Kalinin A.B., Teplinskii I.Z., Kudryavtsev P.P. Analiz parametrov pochvennogo sostoyaniya pri vypolnenii tekhnologicheskikh protsessov vozdelyvaniya kartofelya s tsel'yu vyyavleniya prichin pereuplotneniya pochvy [Analysis of soil state parameters when performing the technological processes of potato cultivation in order to identify the causes

of soil compaction]. Nauchnoe obespechenie razvitiya APK v usloviyakh reformirovaniya. 2015: 493-498.

4. Enikeev V.G., Teplinskii I.Z., Kalinin A.B., Vrublevskii V.D. Kul'tivator-grebneobrazovatel' [Cultivator - ridgeer]. Patent for invention RUS 2124824, 1996.

5. Kalinin A.B., Teplinskii I.Z., Vrublevskii V.D., Smelik O.V. Teoreticheskie osnovy vybora ratsional'nykh rezhimov raboty aktivnogo katka v sostave kombinirovannogo agregata dlya podgotovki posadok kartofelya k uborke [Theoretical basis for selection of rational operation modes of the active roller included in the combined unit to prepare the potato plantations for harvesting]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2012. No. 28: 346-351.

6. Kalinin A.B., Teplinskii I.Z., Ruzhev V.A. Mirovye tendentsii i sovremennye tekhnicheskie sistemy dlya vozdelyvaniya kartofelya: uchebnoe posobie [World trends and modern technical systems for potato cultivation: a training manual].Saint Petersburg: Prospekt Nauki. 2016: 160.

7. Murzaev E.A. Metody i sredstva uprochneniya profilirovannykh poverkhnostei polya pri vozdelyvanii kartofelya [Methods and

means to make the formed field surface more erosion-resistant in potato cultivation]. Vestnik studencheskogo nauchnogo obshchestva. 2018. Vol.9. No. 2: 65-68.

8. Kalinin A.B., Teplinskii I.Z., Kudryavtsev P.P., Ustroev A.A. Sektsiya rabochikh organov propashnogo kul'tivatora-grebneobrazovatelya [Section of the working tools of the row cultivator - ridger]. Patent on utility model RUS No.169780. 2016.

9. Kochetov I.S. Pochvozashchitnaya rol' polevykh kul'tur [ Soil-conserving role of field crops]. Zemledelie. 2000. No. 3 16.

10. Larionov G. A. Eroziya i deflyatsiya pochv [Soil erosion and deflation]. Moscow: Moscow State University Publ. 1993: 200.

11. Nartsissov, V.P. Nauchnye osnovy sistem zemledeliya [Scientific fundamentals of farming systems]. Moscow: Kolos, 1976: 336.

12. Demikhov V.T., Dolganova M.V., Khorina E. V., Chuchin D.I. Erozi-onnye svoistva pochv Bryanskoi oblasti. Monografiya [Erosion properties of soils in Bryansk Region. Monograph]. Bryansk: OOO «Ladomir», 2015: 184.

УДК 635.21 DOI 10.24411/0131-5226-2019-10160

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ХЕЛАТНОЙ ФОРМЕ В ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ СОРТА КОЛОБОК

1 3

О.А. Старовойтова , канд. с.-х. наук; А.А. Манохина , канд. с.-х. наук;

В.И. Старовойтов1, д-р техн.наук; А.С. Егоров4;

2 1 Н.В. Воронов , канд. техн. наук; В.А. Чайка

:ВНИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха, п. Красково, Московская обл., Россия 2Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия 3Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, Москва, Россия 4Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Москва, Россия

В России потенциал урожайности сортов не реализован даже на 50%, поэтому продолжается поиск и обоснование технологических приемов возделывания, повышающих урожайность картофеля. Проведение исследований по разработке технологии выращивания картофеля с использованием инновационных препаратов для повышения эффективности производства качественного продовольственного картофеля является актуальной задачей. В статье приведены данные исследований по оценке влияния инновационных препаратов «Тиатон» и «Хелатон Экстра», содержащих микроэлементы в хелатной форме, на урожайность картофеля среднеспелого сорта Колобок. Применение испытуемых препаратов повысило значение товарной урожайности на 3,5.. .3,7 т/га (13,5.14,2%). Что говорит о целесообразности применения данных препаратов при выращивании картофеля.

Ключевые слова, сорт картофеля Колобок, Тиатон, Хелатон Экстра, микроэлементы в хелатной форме, куст, урожайность.