Комбинированный агрегат для обработки почвы и внесения жидких удобрений в условиях аридной зоны



Качество выполнения отдельных операций обработки почвы во многом зависят от ее физико-механических и технологических свойств, типа и параметров рабочих органов. Все свойства почвы, за исключением ее механического состава, подвержены значительным изменениям, обусловленных погодными условиями, сменой культур севооборота, внесением в почву жидких минеральных удобрений и способом предшествующей обработки.

Характерная особенность обработки пропашных культур состоит в проведении разнообразных работ в период вегетации хлопчатника с целью создания наилучших условий для их роста и развития.

К механизированным работам по уходу за пропашными культурами относятся: разрушение почвенной корки; рыхление почвы; уничтожение сорняков; прореживание, или букетировка, растений в рядках; окучивание; внесение жидких удобрений в период роста, или подкормка хлопчатника; орошение; борьба с вредителями и болезнями пропашных культур.

В зависимости от вида и состояния пропашных культур, почвенных и метеорологических условий указанные виды работ выполняются в определенной последовательности и в разных сочетаниях.

Среди работ по уходу за растениями особое значение имеют разные виды обработки почвы в междурядьях: рыхление, прополка, прореживание, окучивание, подкормка.

С целью резкого сокращения затрат труда в последние годы коренным образом пересмотрены агротехнические приемы и соответственно изменена технология возделывания хлопчатника. Решающее значение для почти полного исключения затрат ручного труда имеет возделывание пропашных культур квадратно-гнездовым и квадратным способами, обеспечивающими перекрестную обработку в двух направлениях, а также применение гербицидов.

Общие требования к междурядной обработке всех пропашных культур сводятся к следующему.

1. Обработка проводится своевременно, в сжатые, агротехнически обоснованные сроки.
2. Глубина обработки устанавливается с учетом ее назначения, состояния хлопчатника, условий погоды. Например, в ряде случаев, сообразуясь с развитием корневой системыхлопчатника, применяют различные рабочие органы и устанавливают их на разную глубину; в засушливых условиях обработку нужно вестибез выворачивания нижних влажных слоев почвы; в условиях избыточного увлажнения, наоборот, рыхления имеют целью облегчить доступ воздуха к корням хлопчатника. Средняя глубина обработки не должна отклоняться от установленной больше чем на 15 %.
3. Уничтожение всех сорняков в обработанной части междурядий.
4. Между растениями в рядах и обработанной частью междурядий оставляют защитную зону, чтобы хлопчатник во время обработки не повреждались и не засыпались землей.
5. Удобрения при подкормке вносятся в почву в соответствии с принятой нормой на определенную глубину, на установленном расстоянии от рядков хлопчатника или гнезд и с учетом фаз развития; отклонения при внесенияжидких удобрений отдельными аппаратами не должны превышать ±8 %.

Передовые механизаторы при уходе за хлопчатниками придерживаются следующих основных правил:

Во-первых, все работы они выполняют своевременно, с учетом фаз развития сорняков и хлопчатника.

Во-вторых, они правильно пользуются набором рабочих органов и приспособлений, применяя их в различных сочетаниях; они их устанавливают так, чтобы наиболее эффективно уничтожались сорняки, а также чтобы наименее повреждались культурные растения и создавались наилучшие условия для их развития. Сорняки уничтожают на первых стадиях прорастания, пока они еще не окрепли, когда применение средств механической обработки наиболее эффективно.

Поскольку многие сорняки прорастают раньше, чем семена пропашных культур, уход обычно начинают до всходов хлопчатника.

Для сохранения почвы как основного средства производства необходимо обеспечить научно обоснованные технологические операции по обработке почвы и хлопчатника в соответствии с агротехническими требованиями. При этом обработка почвы, посев и уход за хлопчатниками должны способствовать сохранению и увеличению почвенного плодородия.

Агротехнические требования, которые предъявляются к комплексу машин для возделывания какой-либо культуры, составляются с учетом специфичных требований растений к условиям произрастания. Агротехнические требования устанавливают рациональные значения для определенных показателей состояния почвы, при которых обеспечиваются наилучшие условия для роста и развития хлопчатника. К основным таким показателям можно отнести плотность почвы, ее структуру (пористость), влажность и температуру.

Таким образом, установление научно обоснованных критериев и оценок технологической устойчивости средств механизации трудоемких процессов хлопководства и технологических процессов, выполняемых отдельными сельскохозяйственными агрегатами и их рабочими органами, разработка, обоснование методов и средств, обеспечивающих их технологическую устойчивость и соблюдение агротехнических требований, а также повышение качества обработки почвы путем разработки и совершенствования рабочих органов машин.

Цель работы заключается в разработке и обосновании параметров навесной системы хлопкового культиватора, позволяющих повысить производительность.

Для достижения указанной цели перед настоящим исследованием были поставлены следующие задачи:

– установить критерии и оценки технологической устойчивости средств механизации для возделывания хлопчатника и составляющих их элементов — технологических процессов, выполняемых отдельными сельскохозяйственным агрегатами и их рабочими органами;

– обосновать конструктивные параметры рабочих органов почвообрабатывающей машины для обеспечения заданного уровня качества обработки почвы.

Объектом исследования служил хлопковый пропашной агрегат, состоящий из трактора МТЗ-80Х и культиватора КРТ-4.

Новизна технических решений, использованных в работе, подтверждена патентам (ТМ № 14/I 012862016г. Устройство для внесения жидких минеральных удобрений в прикорневую зону посевов хлопчатника).

Культиватор-растениепитатель 5-рядный КР-5–40 предназначен для предпосевной обработки почвы, междурядной обработки и подкормки пропашных культур, высеянных с междурядьями 90 см во всех почвенно-климатических зонах Туркменистана на почвах, не засоренных камнями и не подверженных ветровой эрозии. Культиватор-растениепитатель агрегатируется с тракторами тягового класса 1,4; 2,0 (МТЗ-80/82; МТЗ-1221).

Культиватор-растениепитатель в зависимости от установленных рабочих органов и приспособлений выполняет следующие технологические операции: подрезание сорной растительности, рыхление почвы и одновременное внесение жидких минеральных удобрений с двух сторон от рядка на расстоянии защитных зон, исполнение КР-5–40 с комплектом рабочих органов и подкормочным приспособлением для междурядья 90 см;

В ходе испытаний опытного образца культиватора-растениепитателя КР-5–40 установлено: культиватор доставлен на испытания в собранном виде, без видимых повреждений сборочных деталей и окраски; техническая документация представлена в полном объеме; технические условия удовлетворительного качества по форме и содержанию, в целом, отвечают требованиям ГОСТ 2.114, но, при этом, содержат ряд неточностей и ошибок; лабораторно-полевые испытания культиватора-растениепитателя КР-5–40 в агрегате с трактором МТЗ-80 проводились на двух междурядных культивациях различных по высоте всходов хлопчатника на глубину 20–40 см; из показателей агротехнической оценки следует, что рабочая скорость агрегата на первой культивации-8,0 км/ч, по ТУ-до 10 км/ч. Следует отметить, что культиватор поступил на испытания без защитных дисков рабочих органов. Поэтому, при повышении рабочей скорости до 9–10 км/ч процент присыпанных растений достигает 15–18 %. Культиватор на обоих фонах обеспечивает заданную глубину обработки (20–40 см), что соответствует ТУ для продольных лап (6–10 см). При этом, получена хорошая устойчивость хода рабочих органов ±(1,05–1,13 см), что соответствует нормативу (±2 см). После прохода культиватора остаётся выровненная поверхность почвы (гребнистость 1,6 см), что укладывается в допустимый предел (2±1 см). Сухое состояние почвы на глубине хода рабочих органов на первом фоне способствовало ухудшению качества крошения почвы. Содержание фракций почвы до 10 мм (69,9 %) ниже нормативного значения (80±5 %). На более влажной почве этот показатель (75,4 %) соответствует требованиям ТУ. Орудие в зоне обработки полностью подрезает сорные растения. Повреждения хлопчатника на обоих фонах отсутствуют. На культивации при скорости 8 км/ч (до 10 км/ч по ТУ) и высоте растений 14,5 см присыпание их составило 7 %, что выше норматива (6 %). На культивации более высокорослых растений хлопчатника (40,5 см) полного их присыпания не отмечено. Таким образом, в условиях 2013 года, культиватор КР-5–40 в агрегате с трактором МТЗ-80 по качеству работы не полностью соответствовал предъявляемым требованиям; по создаваемому тяговому сопротивлению культиватор КР-5–40 удовлетворительно агрегатируется с трактором МТЗ-80 на междурядной культивации хлопчатника на глубину 6,0–8,0 см; производительность в час основного времени на первом фоне — 4,16 га/ч при рабочей скорости 7,12 км/ч; на втором фоне–5,1 га/ч при рабочей скорости 9,11 км/ч. Полученные показатели соответствуют требованиям ТУ; коэффициент использования сменного времени-0,71, что ниже требований ТУ-не менее 0,80; технологический процесс на всех фонах выполнялся устойчиво, что подтверждают коэффициенты надежности технологического процесса — 1,0 при требованиях 0,98 по ТУ; из показателей качества работы при эксплуатационно-технологической оценке следует, что культиватор КР-5–40 не полностью соответствовал предъявляемым требованиям; культиватор-растениепитатель КР-5–40 соответствует требованиям ГОСТ 53489 по показателям безопасности и эргономичности конструкции; коэффициент готовности по оперативному времени-0,97, а с учетом организационного времени–0,95, что не соответствует ТУ–0,98 и 0,97 соответственно; затраты труда на междурядной культивации на глубину 20–40 см на первом фоне-0,30, на втором фоне–0,25 чел.-ч.

Показатели условий проведения лабораторно-полевых и эксплуатационно-технологических испытаний определялись по ГОСТ 20915 и сравнивались с ТЗ и НД на данный агрегат. Рельеф поля был ровный. Продольный микрорельеф составил 1,44 см, поперечный 3,39 см. Влажность почвы колебалась по слоям от 12,29 до 23,34 % и отвечала требованиям НД на машину (до 30 %). Твердость почвы была от 0,64 до 4,0 МПа и также отвечала этим требованиям (до 5,0 МПа).

Таким образом, условия проведения испытаний на надежность были оптимальными и характерными для аридной зоны.

Испытанный образец культиватора-растениепитателя КР-5–40 не полностью соответствует требованиям НД по отдельным показателям назначения и надежности.

Испытанное культиватора-растениепитателя КР-5–40 соответствует требованиям НД по показателям назначения, надежности и безопасности. Выявленные недостатки не требуют изменения конструкции: отсутствует чистовая обработка в местах реза заготовок деталей после газовой резки; места строповки не обозначены; отсутствует быстросоединяющее сцепное устройство и механизм перевода для междурядья 60 см; нет надписей по технике безопасности; не обозначены места смазки; нет приспособлений для очистки рабочих органов; нет световозвращателей; низкое качество сварных соединений; лакокрасочное покрытие культиватора-растениепитателя КР-5–40 низкого качества.

Культиватор-растениепитатель КР-5–40 рекомендуется к применению в сельскохозяйственном производстве после устранения недостатков, выявленных при испытаниях, и проведения квалификационных испытаний.

На основании 215 приказа министра сельского хозяйства Туркменистана от 11 декабря 2013 года составленная Экспертная комиссия провела научно-исследовательские испытания и в соответствии с протоколом испытаний составила акт испытаний, одобренный и подтвержденный в Отделе механизации сельского хозяйства Научно-техническим советом при министерстве 15 января 2014 года, универсальной культиватора-растениепитателя КР-5–40 предложили для широкого внедрения в производство сельского хозяйства страны.

Технология разработана с учетом грунтовых условий и биологических требований к развитию корневой системы хлопчатника. Предложенные разработки формируют новое поколение универсальных технических средств для тяжелых уплотненных почв. Результаты исследований могут быть широко использованы хозяйствами Туркменистана.