Стрельчук А.Я., канд. с- г . наук,

Андреев А.А., канд. физ. - мат, наук,

Арсенюк А.В., аспирант

Подольский государственный аграрно - технический университет,

Украина

Предпосевная обработка почвы почвенным рыхлителем с вертикальным ротором

Рис.1. Схема рассматриваемого рыхлительного устройства: 1 - режущие элементы; 2 - вал; 3 - жесткое крепежное кольцо

Понимание того, какими оптимальными параметрами должна обладать почва на момент высевания семян, во многом определяет конструкцию обрабатывающего устройства и его кинематических параметров. Безусловно, показателей определяющих наиболее благоприятною среду "обитания" высеянных и впоследствии произросших семян, есть две группы. К первой относятся факторы, не зависящие от механической обработки почвы: минералогическое строение и химический состав, микрофлора и т.п. Сюда можно отнести в некотором понимании и влажность почвы, хотя этот фактор может быть регулируемый механическим воздействием на почву. Ко второй группе факторов следует отнести группу операций, выполняемых почвообрабатывающими устройствами, направленных на изменения структуры почвы (рыхление, структурообразование и т.п.), а также на регулирование водных и аэрационных режимов обрабатываемого почвенного слоя.

Изучаемый в настоящей роботе почвенный рыхлитель с вертикальным ротором может выполнять с той или иной эффективностью комплекс вышеуказанных операций. Схема рыхлителя приведена на рисунке 1. Так как вращение вала 2 обеспечивается механическим приводом и линейная скорость не должна сильно превышать допустимую скорость, определяемую агротребованиями, рассматриваемое устройство относится к активным рабочим органам.

Значительное увеличение ω приводит к образованию значительной доли пылевой фракции. В случае безотвальной обработки пылевая фракция не играет отрицательной роли (не создает тенденции к возникновению эрозии) и при акцептировании вибропроцесов может играть весьма положительную роль в формировании среды обитания корневой системы растений [1,2].

Использование рыхлителя с вертикальным ротором открывает довольно объемный спектр возможностей. Рассмотрим некоторые, на наш взгляд, наиболее важные аспекты применения рыхлителя с вертикальным ротором.

1 Возможность получения структуры почвы, близкой к оптимальной для корневой системы растений. Эта проблема, хотя и является многофакторной, но при оптимальной влажности обрабатываемого почвенного слоя, сравнительно легко решается путем подбора соответствующего значения параметра . Этот выбор следует производить из условия:

,

где М_к - точка опороченный циклоиды, которою описывает в почве k-ый элемент устройства,

максимальный размер агрономически ценного агрегата.

Предпосевная обработка допускает значительное превышение пылевой фракции это переводит выше проведение неравенство строгое. Целесообразным являлось бы проведение серии экспериментальных исследований в этом направлении - поскольку известно автором, подобные исследования не проводились.

2.Возможность получения конфигурации почвенной макроструктура, оптимальной для аэробики аэрационных и водных режимов. Эта оптимальность определяется, во-первых, наилучшему удовлетворению потребностей корневой системы растений в воздухе и влаге в довольно не простой для нее осенне-зимний период, во-вторых, возможность управлять процессами промерзания почвы. Наличие вертикальных щелей активирует аэробные процессы в почве на достаточную для корневой системы глубину (глубина активной аэрации, определяется глубиной). Эти же щели неизбежно приводят проникновению на такую же глубину значительного количества влаги. Следует отметить, что размеры щелей, определяемые линейными размерами поперечного сечения режущих элементов, больше, чем длина свободного пробега частиц воздуха, то есть, в процессе проникновения воздуха в почву довольно активный и не носит характера диффузионных процессов. Это касается и проникновения в почву влаги - сравнительно большие размеры щелей позволяют исключить из рассмотрения капиллярные эффекты и поверхностной влаги (осенние дожди) движется вниз исключительно под влиянием гравитационных сих и не носит характера фильтрации почвенных вод. Понятно, что эти весьма активные водно-воздушные процессом неизбежно приводят к частичному разрушению разрушителем образованной структуры. За это время образованная структура выполняет свои функциональные задачи: насыщение почвы воздухом и влагой. Проблема увеличения времени г₀ решалась в [3] (для совершения иных целей).

Рис 2 Модифицированный апарат

3.Возможность образования относительно устойчивых почвенных структур, которые обеспечивают необходимые для корневой системы влажностные режимы. Это достигается следующими механизмами. Во-первых, акцентирование высокочастотных вибраций приводит к оседанию пылевой фракции в нижний слой почвы, образуя таким образом горизонтальною полосу, в пределах которой средний размер пор поскольку мал, что преобладающим становится капиллярный режим - эта полоса превращается в своего рода "губку", которая удерживает влагу длительное время. Подбором параметров рыхлительного устройства можно совместить "губку" и зону роста корневой системы и тем самим на длительное время обеспечить растение влагой. Во вторых, незначительная модификация формировать, во - первых, посевное ложе, а во - вторых, провести более активное рыхление в нижних слоях почвенного пласта. Это приводит к постоянной "губку" влагой и к тому, что теплопередача нижних слоев уменьшится (теплоизоляционный шар), что способствует процессам промерзания почвы и вытекающим отсюда изменениям структуры почвы.

В заключении следует отметить, что рассматриваемые выше влияния на почву имеют очень четкие интервалы своих значений. Иными словами, рассматриваемая технология обработки почвы ни в коей мере не является разновидностью скомпрометировавших себя интенсивных технологий.

Рис.3 Качественная зависимость плотности от глубины Н; (h_o;h-a) - "губка"; (h;h-a) - зона крошения нижней частью режущего элемента

Литература

1. Андреев А.А. и др.. Высокочастотные вибрационные технологии в
земледелии как экологически 4ecTbi//Mater.V Miedz. naukowi - prakt. konf.
«Wschodiiia spolka - 2009». - V. 7 - Przemysl. - 2009. - p. 18 - 20.

2. Андреев А.А. Научное обеспечение внедрение вибрационных технологий в земледелии //Сб. трудов Межд. симпозиума "Наука и предпринимательство". - Винница - Львов - Славськ. - 1999. - С.110 - 114.

3. Андреев А.А., Ревука B.C. Оптимизация ножа для нарезания направляющих щелей //Сб. научн. трудов "Совершенствование рабочих процессов с/х техники". - Кишинев. - 1989. - с. 9 - 11.

4. Воронин А.Д. Основы физики почвы . - МГУ. - 1986. - 244с.