Повышение эффективности предпосевной обработки почвы с различными типами измельчающего ротора

DOI-.10.244H/2225-2584-2018-10043 УДК 631.316.44

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ИЗМЕЛЬЧАЮЩЕГО РОТОРА

С.Л. ДЕМШИН, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник

Е.В. САЙТОВ, доктор технических наук, доцент, старший научный сотрудник

Д.А. ЧЕРЕМИСИНОВ, кандидат технических наук, научный сотрудник

Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока, ул. Ленина, д. 166а, г. Киров,161007, Российская Федерация

Резюме. Для осуществления предпосевной обработки почвы по энергосберегающей технологии в природно-климатических условий Евро-Северо-Востока России лабораторией механизации полеводства Федерального аграрного научного центра Северо-Востока разработан опытный образец агрегата. В качестве активного рабочего органа использовали тросовый или фрезерный измельчающий ротор. Полевые испытания проведены на дерново-подзолистых супесчаных и среднесуглинистых почвах. Средняя твердость супеси в слое 0-15 см составляла 0,93 МПа, а на суглинке - 1,55 МПа. Влажность почвы на супеси и на суглинке была соответственно 16,5 % и 19,1 %. Фоном являлся чистый пар после вспашки. Разработанный агрегат устойчиво выполняет технологический процесс предпосевной обработки почвы, как с фрезерным ротором, так и с тросовым измельчающим ротором. Показатели качества обработки посевного слоя пашни соответствуют агротехническим требованиям. Также происходит полное уничтожение сорной растительности. Энергетический расчет эффективности показал преимущества использования опытного образца в сравнении с ротационным рыхлителем РБР-4А. Полные удельные энергозатраты опытного образца агрегата с фрезерным ротором составили 410,81 МДж/га, с тросовым ротором - 385,6 МДж/га, что ниже, чем у ротационного рыхлителя (567,76 МДж/га). Коэффициент энергетической эффективности опытного образца агрегата с фрезерным или тросовым ротором в сравнении с рыхлителем РБР-4А составляет 0,72 и 0,67 соответственно. Уровень интенсификации технологической операции от применения опытного образца агрегата равен 28 % при использовании фрезерного ротора и 33 % при применении тросового ротора. Разработанное устройство имеет компактную конструкцию.

Ключевые слова: почвообрабатывающее устройство, ресурсосберегающее земледелие, ротационный рыхлитель, каток прикатывающий, комбинированный почвообрабатывающий агрегат.

Для цитирования: Демшин С.Л., Саитов Е.В., Черемисинов Д.А. Повышение эффективности предпосевной обработки почвы с различными типами измельчающего ротора // Владимирский земледелец. 2018.№4.С.55-58. 001:10.24411/2225-2584-2018-10043.

Одним из наиболее энергоемких технологических процессов при механизации работ в полеводстве является обработка почвы. Практический опыт возделывания зерновых культур показал, что традиционная технология подготовки поля к посеву со вспашкой зяби и весенним

боронованием характеризуется большой трудоемкостью и высокими энергетическими затратами. Поэтому одним из путей совершенствования технологии возделывания зерновых культур является минимизация обработки почвы, как по количеству операций, так и по глубине. При этом предпочтительно применять те виды почвообрабатывающей техники, которые способствуют предотвращению ускоренной минерализации гумуса, стабилизации экологической среды и микрофауны.

В современной отечественной и мировой практике к наиболее перспективным экономичным энергосберегающим и одновременно почвозащитным приемам относятся минимальная и нулевая обработки почвы, существенно сокращающие агротехнические операции. Применяемые в современной практике варианты энергосберегающих технологий во многом различаются в зависимости от природно-климатических условий регионов страны, а также от системы основной и предпосевной обработки почвы [1, 2, 3, 4].

Цель исследований - оценка эффективности использования почвообрабатывающего агрегата с различными типами измельчающего ротора.

Условия, материалы и методы. Для предпосевной обработки почвы по энергосберегающей технологии в природно-климатических условиях Евро-Северо-Востока России разработан опытный образец агрегата, в котором в качестве активного рабочего органа может быть использован тросовый либо фрезерный измельчающий ротор. Исследования проведены в лаборатории механизации полеводства Федерального аграрного национального центра Северо-Востока в 2007-2012 гг. [5, 6, 7].

Общий вид опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы с измельчающими рабочими органами приведен на рисунке.

Для оценки функционирования опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы с различными типами измельчающего ротора были проведены его полевые испытания на дерново-подзолистых супесчаных и среднесуглинистых почвах. Средняя твердость почвы в слое супеси 0-15 см составляла 0,93 МПа, а на суглинке соответственно - 1,55 МПа. Средняя влажность почвы на супеси и на суглинке была соответственно 16,5 и 19,1 %. Фоном являлся чистый пар после вспашки. В ходе сравнительных испытаний оценивалось качество обработки почвы и определялось тяговое сопротивление агрегата.

Техническая характеристика опытного образца агрегата для предпосевной обработки при комплектации

8лаЭимгрсШ ЗешеШеф

№ 4 (86) 2018

а

б

Рис. Общий вид опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы: а - с тросовым измельчающим ротором; б - с фрезерным измельчающим ротором

его различными типами измельчающего ротора приведена в таблице 1.

Результаты и обсуждение. Разработанный агрегат при работе с трактором МТЗ-82, применением VI передачи и установочной глубине обработки культиваторных лап

11 см, устойчиво выполнял технологический процесс предпосевной обработки почвы, как с фрезерным ротором, так и с тросовым измельчающим ротором. При этом содержание фракции почвы до 50 мм составляло 92,7-98,6 %, что соответствует агротребованиям на

1. Техническая характеристика агрегата для предпосевной обработки почвы

Показатель Комплектация агрегата измельчающим ротором

фрезерного типа тросового типа

Производительность за час основного времени, га/ч до 2,3

Рабочая ширина захвата, м 2,1

Рабочая скорость, км/ч 6-11

Глубина обработки почвы, см - приводным ротором - стрельчатыми лапами 12-15 6-12

Глубина обработки почвы измельчающим ротором, см 4-8 4-6

Габаритные размеры орудия, мм: длина ширина высота 2250 2600 1000

Масса орудия, кг 750 670

Агрегатируется с тракторами тягового класса, кН 14

предпосевную подготовку поля [8,9]. Также происходит полное уничтожение сорной растительности, а гребнистость поверхности поля в зависимости от механического состава почвы изменяется в пределах от 1,3 до 2,8 см.

После обработки агрегатом среднесуглинистой почвы, в зависимости от типа измельчающего ротора, ее плотность составила 1,15-1,17 г/см3 (табл. 2). На супесчаной почве этот показатель был 1,20-1,23 г/см3, что также соответствует агротехническим требованиям, по которым плотность почвы после предпосевной обработки не должна превышать 1,1-1,3 г/см3.

Энергетическая оценка выявила, что при обработке супесчаной почвы удельное тяговое сопротивление опытного образца агрегата с тросовым измельчающим ротором составило 4,1 кН/м при удельном расходе дизельного топлива 5,4 кг/га. При использовании фрезерного ротора данные показатели незначительно возрастали: удельное тяговое сопротивление агрегата не превышает 4,3 кН/м, удельный расход топлива равен 5,7 кг/га.

Энергетический расчет эффективности показал преимущества использования опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы в сравнении с

№ 4 (86) 2018

$лаЭимгрскш Землейлод

2.Результаты полевых испытаний опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы

Показатель Предпосевная обработка

агрегат с фрезерным ротором агрегат с тросовым ротором

средний суглинок супесь средний суглинок супесь

Показатели агротехнической оценки

Скорость движения, км/ч 9,8 10,0 9,8 10,2

Глубина обработки почвы средняя, см 10,3 11,2 10,6 11,4

Рабочая ширина захвата, м: 2,1 2,1 2,1 2,1

Содержание фракций почвы (%): менее 10 мм менее 50 мм 49,8 94,3 62,4 97,9 48,1 92,7 68,8 98,6

Плотность почвы после обработки, г/см3 1,15 1,20 1,17 1,23

Гребнистость поверхности поля, см 2,8 1,3 2,5 1,7

Подрезание сорных растений на глубине хода рабочих органов, % 100 100 100 100

Энергетические показатели

Производительность за время основной работы, га/ч - 2,1 - 2,15

Тяговое сопротивление, кН - 9,0 - 8,6

Удельное тяговое сопротивление, кН/м - 4,3 - 4,1

Удельный расход топлива за время основной работы, кг/га - 5,7 - 5,4

ротационным рыхлителем РБР-4А. Полные удельные энергозатраты опытного образца агрегата с фрезерным ротором составили 410,81 МДж/га, с тросовым ротором - 385,6 МДж/га. Полные удельные энергозатраты аналога (ротационного рыхлителя РБР-4А) были 567,76 МДж/га. Коэффициент энергетической эффективности опытного образца агрегата с фрезерным или тросовым ротором в сравнении с рыхлителем РБР-4А составил 0,72 и 0,67 соответственно. Уровень интенсификации технологической операции от применения опытного образца агрегата (вместо рыхлителя РБР-4А) равен 28 % при использовании фрезерного ротора и 33 % при применении тросового ротора.

Выводы. Разработанный агрегат устойчиво выполняет технологический процесс предпосевной обработки почвы, как с фрезерным ротором, так и с тросовым измельчающим ротором. Показатели качества обработки посевного слоя пашни соответствуют агротехническим требованиям и обеспечивают наиболее благоприятные условия для развития и роста семян сельскохозяйственных культур. Полностью уничтожается сорная растительность. Уровень интенсификации технологической операции от применения опытного образца агрегата в сравнении с ротационным рыхлителем РБР-4А увеличивается до 33 %.

Литература.

1. Курбанов Р.Ф., Храмцов С.С. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы. Киров: РИО ВГСХА. 2014.124 с.

2. Саитов В.Е., Курбанов Р.Ф., Созонтов А.В. Современные энергосберегающие посевные комплексы: учебное пособие. Saarbrucken: LAP LAMBERTAcademic Publishing, 2018. 73 с.

3. Саитов В.Е., Гатауллин Р.Г., Савиных П.А. Разработка и исследование ресурсосберегающего посевного комплекса: монография. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016.166 с.

4. Саитов В.Е., Гатауллин Р.Г. Повышение эффективности функционирования энергосберегающего посевного комплекса // Международный журнал экспериментального образования. 2014. № 12. С. 62-63.

5. Почвообрабатывающее орудие: пат. 2301512 Рос. Федерация. № 2005139909/12; заявл. 20.12.2005; опубл. 27.06.2007. Бюл. № 18.

6. Демшин С.Л., Владимиров Е.А Обоснование типа и параметров измельчающего ротора агрегата для обработки почвы //Техника в сельском хозяйстве. 2008. №6. С.41-43.

7. Демшин С.Л., Владимиров Е.А Расчет оптимальной ширины захвата агрегата для обработки почвы и посева// Техника в сельском хозяйстве. 2010. №5. С.3-6.

ВлаЭимгрсШ ЗешеШеф

№ 4 (86) 2018

8. Козлова Л.М., Попов Ф.А., Носкова Е.Н. Научно обоснованные подходы к выбору систем обработки почв в севооборотах для условий Евро-Северо-Востока РФ: метод. пособие. Киров:НИИСХ Северо-Востока, 2013.35 с.

9. Рекомендации по проведению весенне-полевых работ в Кировской области /под общей ред. В.А. Сысуева. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2013. 68 с.

INCREASE IN THE EFFICIENCY OF SECONDARY TILLAGE WITH VARIOUS TYPES OF CRUSHING ROTOR

S.L. Demshin, E.V. Saitov, D.A.Cheremisinov

North-East Federal Agrarian Scientific Center, ul. Lenina 166a, Kirov, 161007, Russia

Abstract. For secondary tillage based on energy saving technology in climatic conditions of the European Part of North-East of Russia a laboratory of mechanization of field husbandry of the Federal agrarian scientific center of the Northeast developed a unit prototype. As active working bodies were used milling rotor and rope rotor. Field tests were on soddy-podzolic loamy sand soil and middle loamy soil. The average soil hardness of sandy loam layer 0-15 cm was 0,93 MPa, of middle loamy soil it was 1,55 MPa. The humidity of the soil on sandy loam and on loam soil was 16,5 % and 19,1 %. A background was fallow land after tillage. The developing unit carried out a secondary tillage technological process both with milling and rope rotors. Indicators of quality of processing of a sowing layer of an arable land confirmed to agrotechnical requirements. Also, there was an elimination of weed vegetation. Calculation of power efficiency showed advantages of the prototype in comparison with the rotary ripper RBR-4A. Full energy consumption of the unit with milling rotor was 410,81 MJ/ha, rope rotor - 385,6 MJ/ha that was lower than by rotary ripper (567,76 MJ/ha). A coefficient of power efficiency of the unit with milling or rope rotor in comparison with RBR-4A ripper was 0,72 and 0,67 respectively. An intensification level of milling rotor using was 28 %, rope rotor - 33 %. The developed devise had a compact design.

Keywords: soil-cultivating device, resource-saving agriculture, rotary ripper, press wheel, combined soil-cultivating unit.

Author details: S.L. Demshin, Doctor of Sciences (engineering), leading research fellow (e-mail sergdemshin@mail.ru), E.V. Saitov, Doctor of Sciences (engineering), docent, senior fellow, D.A. Cheremisinov, Candidate of Sciences (engineering), research fellow.

For citation: Demshin S.L., Saitov E.V., Cheremisinov D.A. Increase in the efficiency of secondary tillage with various types of crushing rotor// Vladimir agricolist. 2018. № 4. P.55-58. DOI:10.24411/2225-2584-2018-10043.

DOI:10.24411/2225-2584-2018-10044 УДК 631:363.7

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМБИКОРМОВОГО ЦЕХА

С.П. ГЕРАСИМОВА, младший научный сотрудник,

Д.А. ЗЫРЯНОВ, младший научный сотрудник Н.В. ТУРУБАНОВ, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник

А.Н. ЧЕРНЯТЬЕВ, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого, ул. Ленина, д. 166а, г. Киров, 610007, Российская Федерация

Резюме. Проведенный анализ существующих комбикормовых установок выявил следующие их недостатки: низкую однородность производимого продукта, высокую металлоёмкость конструкции и большое энергопотребление. Для приготовления комбикормов в условиях хозяйств необходимы надежные, простые в эксплуатации и сравнительно недорогие размольно-дозировочно-смесительные агрегаты

и установки, которые позволяют производить концентрированные смеси из местного сырья и обогащать комбикорма витаминами и добавками. Основываясь на потребности сельхозпредприятий в концентрированных кормах в Федеральном аграрном научном центре Северо-Востока совместно с проектно - конструкторским бюро НИИСХ Северо-Востока разработана конструктивно-технологическая схема нового кормоцеха. В предложенном варианте комбикормового цеха используется метод измельчения ингредиентов после их дозирования, что улучшает однородность корма. Важно распределять в массе кормосмеси компоненты, вводимые в небольших количествах и имеющие высокую кормовую ценность или биологическую активность: белково-витаминные добавки

(БВД), премиксы, витамины, микроэлементы,лекарственные препараты. Однородность смеси обеспечивает одинаковую питательную ценность корма во всех частях его объема. Проведено технико-экономическое обоснование применения нового кормоцеха в сравнении с базовым вариантом (Р1-БКЗ-5 (Мельинвест). Приведены расчеты (по ценам 2017 г.) производительности цеха по выходу комбикорма, удельных эксплуатационных затрат, удельных капиталовложений, рассчитаны приведенные затраты и годовой экономический эффект. Применение разработанного комбикормового цеха экономически целесообразно. Годовой экономический эффект составляет 773651 рубль при годовой загрузке 2140 т. Он получен в основном за счёт снижения на 46 % удельных капиталовложений и удельной энергоёмкости машин на 38 %.

Ключевые слова: смешивание, комбикормовый цех, конструктивно- технологическая схема, экономическая эффективность, комбикорма.

Для цитирования: Герасимова С.П., ЗыряновД.А., Турубанов Н.В., Чернятьев А.Н. Технико - экономическое обоснование внутрихозяйственного комбикормового цеха//Владимирский земледелец. 2018.№4. С.58-63. DOI:10.24411/2225-2584-2018-10044.

Решение задачи повышения продуктивности сельскохозяйственных животных зависит, прежде всего, от создания прочной кормовой базы на основе внедрения кормопроизводственных технологий, не зависящих от природных условий. Для обеспечения сельхозпредприятия собственными комбикормами необходим посев в хозяйстве нужного разнообразия зерновых фуражных культур (рожь, овес, пшеница, ячмень, бобовые). Дополнительно к кормам собственного производства для баланса рациона по

№ 4 (86) 2018

Владимгрскш Земледелец,!)