К вопросу интенсификации основной обработки почвы в земледелии

На рисунке приведена обобщенная схема классификации плугов , разделяемая на две основные группы .

Как видно из рисунка 1, главным недостатком первой группы , то есть традиционной технологии является то , что почвенный пласт в процессе оборота смещается в сторону , то есть в соседнюю борозду .

Это приводит к значительным затратам энергии , гребнистости пашни , быстрому испарению влаги и к опасности водной и ветровой эрозии . В связи с этим , учитывая также громоздкость конструкций , не представляется возможным создание на основе плугов с двойным количеством рабочих органов как комбинированных , так и ротационных машин . Таким образом , выполнение гладкой вспашки по традиционной технологии нельзя считать рациональной .

Поэтому большую перспективу для более широкого внедрения интенсивных технологий представляет вторая группа плугов чизельной и противоэрозионной обработки почвы .

Здесь имеются перспективы создания и использования комбинированных почвообрабаты вающих машин , позволяющие снизить трудовые и денежные затраты , уменьшить и исключить вредное влияние движителей тракторов на почву .

Рисунок 1 – Схема классификации плугов по способам интенсификации основной обработки почвы для возделывания сельскохозяйственных культур

Поэтому , учитывая достижения азербайджанских ученых - исследователей в области разработок новых технологий и конструкций комбинированных машин для минимальной обработки и борьбы с переуплотнением и эрозией почвы , нами выбрано как наиболее актуальное направление исследований новая технология второй группы комбинированных машин для основной обработки почвы с устранением уплотнения и разуплотнения плужной подошвы и следов движителей тракторов .

К этой области проводимых научных исследований следует отнести работы НИИ « Агромеханика » и АГАУ , направленные на разработку новых энергосберегающих и почвозащитных технологий . В частности , заслуживают внимания такие технологии совмещения операций почвообработки , как способ деблокированного щелевания почвы с активным внутрипочвенным рыхлением , способ послойно – комбинированной обработки почвы и др . [1-6].

Технологический процесс деблокированного щелевания в процессе работы устройства при поступательном движении тракторного агрегата включает начальную фазу работы сблокированных справа и слева и установленных вслед движителям трактора рабочим органам, когда стойки 1 с щелерезами 2, 3 последовательно друг за другом заглубляются в почву, первоначально нарезая щель верхнего слоя на глубину -15-20 см по всей ширине справа и слева от полосы уплотнения почвы колесами или гусеницами трактора. Одновременно осуществляется самопроизвольное вращение ножей 9 надпочвенного ротационного рыхлителя под воздействием сопротивления встречного верхнего пласта в зоне деблокирования. Затем в фазе полного заглубления сблокированных щелерезов 3 с внутрипочвенными ротационными рыхлителями 9 на оси вращения 6 проводится нарезка щелей с активным рыхлением зоны деблокирования ( то есть промежутка между ними) по всей ширине прохода гусениц (колес) трактора, причем активные ножи 9 рыхлителя на глубине пахотного слоя 30-40 см и расположеннее на несколько большей глубине, чем щелерезы 3 одновременно рыхлят и ложе дна борозды. Интенсивность активного вращения ножей 9 в верхнем и нижнем слоях почв обеспечивается за счет разницы сопротивлений почвы в них и в силу кинематической связи посредством звездочек 10, 11 цепной передачи с передаточным отношением 1, 5 при обеспечении синхронности вращения осей 5, 6 с ножами 9, расположенными относительно друг друга на осях в шахматном порядке и диаметрально противоположно. Кроме того, интенсивности и синхронности активного вращения «сверху вниз» будет также способствовать перекрытие ножей 9 верхнего и нижнего ярусов, когда в их среднем промежутке вертикального разреза почвы ее сопротивление будет существенно ниже сопротивления максимальной глубины [5-6].

Таким образом , технологический процесс послойной деблокированной обработки следов прохода гусениц и колес трактора щелеванием с интенсивным рыхлением характеризуется следующими отличительными признаками :

• -    обеспечивается уравновешивание сил сопротивления почвы в вертикальной плоскости , когда вертикальная реакция тягового сопротивления переднего щелереза направлено вниз ( на заглубление ), а заднего щелереза – вверх ( на выглубление ), что способствует устойчивости глубины хода рабочих органов ;

• -    обеспечивается существенное снижение общего тягового сопротивления уплотненной полосы от следов прохода движителей трактора за счет осуществления способа деблокированного щелевания с фрезерованием , когда фактическое максимальное сопротивление почвы , приходящееся на подпочвенный ротационный рыхлитель стимулирует сосредоточенное уменьшение промежуточного и верхнего обрабатываемого слоя почвы , способствуя полученного высокого качества рыхления при интенсивном вращении ножей , то есть фактическому разуплотнению почвы и созданию необходимого водно - воздушного режима для жизнедеятельности корневой системы растений ;

• -    осуществление технологического способа деблокированного щелевания почвы и конструкция устройства не требуют дополнительного механического или гидравлического привода от вала отбора мощности трактора , так как , в конкретном случае само сопротивление пахотного слоя почвы является как бы естественным приводом активных рабочих органов .

  

  Рисунок 2 – Схема конструкции устройства для деблокированного щелевания почвы , вид сбоку и сзади

  
  

Необходимость повышения плодородия и улучшения водно - воздушного режима питания растений с внесением в почву органических удобрений и мелиорантов в виде цеолита или песка стала актуальной и для субтропиков Ленкорана - Астаринского региона с характерной тенденцией уменьшения гумусного слоя , особенно на участках чайных плантаций . Здесь , на основании изучения специфических условий производства и размерных характеристик кустов и посадок чайных плантаций , были определены исходные требования к разработке машин . С этой целью был создан экспериментальный макетный образец плоскорезно - фрезерной машины для обработки междурядий чайных плантаций .

Машина предназначена для глубокой безотвальной обработки междурядий с одновременным фрезерованием верхнего слоя почвы . Как видно из приведенной технической характеристики экспериментального образца машины , универсальность ее определяется возможностью работы как в режиме пахоты , так и в режиме культивации .

В междурядьях шириной 1,5 м позволяет проводить послойную обработку почвы одновременно в двух междурядьях с минимальной защитной зоной до 0,25 м от оси симметрии каждого ряда кустов .

Техническая характеристика плоскорезно-фрезерного плуга для чайных плантаций кл. 20 кН

Агрегатируется с портальным трактором     ( типа

Т -70 Д )

Ш ирина междурядий, м

Ш ирина захвата, м

Количество обрабатываемых междурядий за ₂

один проход , шт .

Количество рабочих органов , шт .:

• -    плоскорежущие глубокорыхлители

• -    секции фрезерных барабанов

• -    двухступенчатые Г-образные ножи

Глубина обработки в режиме пахоты , см :

• -    плоскорежущие глубокорыхлители

• -    Г-образные фрезерные ножи

Глубина обработки в режиме культивации , см :

• -    плоскорежущие глубокорыхлители

• -    Г-образные фрезерные ножи

Рабочая скорость , м / с                            0,8-1,0

Диаметр секций фрезбарабанов, мм

Частота вращения ножей фрезбарабана, с-1

Производительность , га                        0,5-0,6

Масса машины , кг

Технологический процесс работы новой машины включает обработку одновременно двух междурядий и работу челночным способом с заездом на поворотных полосах через один ряд кустов. При этом плоскорезные лапы подрезают и рыхлят нижний слой почвы на глубине 24 и 28 см, а вслед за ними 2-х ступенчатые фрезерные ножи измельчают верхний слой почвы на глубине 12...18 см, уничтожая и заделывая в почву сорные растения. Предварительные хозяйственные испытания машины с портальным трактором Т-70Д показали высокие качественные и технико-эксплуатационные результаты и эффективность механизации трудоемких операций.

Анализ приведенных новых технологий и конструкций машин для основной обработки почвы в мировой практике и их использование дают основание сделать заключения о необходимости проведения теоретического анализа применения в конструкциях новых почвообрабатывающих машин и рабочих органов основ земледельческой прикладной механики , теории механизмов и машин и по результатам экспериментальных исследований новых конструкций комбинированных машин разработать технологические комплексы машин для основной обработки почвы .