Сельское хозяйство/2. Механизация сельского хозяйства

 

Д.т.н. Галиев И. Г., к.т.н. Яхин С. М., к.т.н. Валиев А. Р.,

Мухаметшин А. А., Хусаинов Р. К.

Казанский государственный аграрный университет, Россия

ОБОСНОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТ ПО УСЛОВИЮ БЕЗОТКАЗНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

 

Аграрное производство, в части растениеводства, характеризуется возделыванием сельскохозяйственных культур, т.е. комплексом технологических операций по получению готовой продукции, связанные с использованием тракторов. Энергоемкими, ресурсоемкими (повышающими интенсивность износа агрегатов и систем трактора) операциями при возделывании культур, в основном, является обработка почвы, посев зерновых и посадка картофеля.

При интенсивном земледелии главными условиями остаются регулирование эффективного плодородия почвы, баланса органического вещества, питательного режима растений, создание благоприятных условий для посева, ухода за растениями, уборки урожая в требуемые агротехнические сроки. Любым отдельно взятым приемом невозможно решить все эти задачи. Возникает необходимость применения нескольких способов и приемов обработки почвы в определенной последовательности. Известно, что система обработки почвы это совокупность способов и приемов основной, предпосевной и послепосевной обработок, выполняемых в определенной последовательности, вытекающей из главных задач, обусловленных биологией возделываемых культур, их местом в севообороте и зональными почвенно-климатическими особенностями.

При этом способ механической обработки почвы – это характер и степень воздействия рабочими органами почвообрабатывающих орудий и машин на изменение качественного состава обрабатываемого слоя почвы в вертикальном направлении [1]. Применение того или иного способа обработки обусловлено ее задачами, климатическими условиями, типом почвы и степенью окультуренности, требованиями возделываемых культур и др.

Прием механической обработки – это однократное воздействие на почву различными почвообрабатывающими орудиями и машинами тем или иным способом в целях осуществления одной или нескольких технологических операций на определенную глубину [2]. Главное условие механической обработки почвы предполагает наличие машинно-тракторного агрегата, основным элементом которого является трактор. В зависимости от способа обработки почвы, вида и состава почвы, глубины обработки, рельефа местности и т.д., т.е. условий функционирования машинно-тракторного агрегата, будет меняться интенсивность расхода ресурса агрегатов и систем техники. Рассмотрим основные приемы механической обработки почвы.

Прикатывание – обработка почвы катками, обеспечивающая крошение глыб, комков, уплотнение и выравнивание поверхности почвы. Для прикатывания применяют гладкие, кольчато-шпоровые, кольчато-зубчатые и др. катки. Глубина обработки от 0 до 2 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 0,55 до 1,2 кН/м [3].

Боронование – способствует крошению глыб, комков, уплотнению и выравниванию поверхности поля. Рабочими органами зубовой бороны являются неподвижные зубья с квадратным сечением у тяжелых и округлым у легких. Тяжелые зубовые бороны с давлением на один зуб 1,5 кг рыхлят почву на 5-8 см, среднее с давлением на зуб от 1 до 1,5 кг рыхлят почву на 4-6 см, легкие с давлением на зуб от 0,5 до 1 кг рыхлят на глубину 2-3 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 0,4 до 0,8 кН/м [3].

Дискование – прием обработки почвы, обеспечивающий крошение, рыхление, частичное оборачивание и перемешивание почвы, измельчение сорняков. Дисковая борона в качестве рабочего органа имеет вращающиеся сферические диски, которые можно устанавливать под разным углом атаки к направлению движения. С увеличением угла атаки увеличивается крошение и глубина обработки, лучше подрезаются сорняки. Бороны с вырезными дисками применяют на тяжелых и задернистых почвах. Глубина обработки от 2 до 6 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 1,6 до 2,2 кН/м [3].

Лущение стерни – прием обработки почвы после уборки зерновых культур, обеспечивающий крошение, рыхление, частичное перемешивание и оборачивание почвы, измельчение подземных и заделку надземных органов растений, семян сорняков, возбудителей болезней и вредителей культурных растений отвальными или дисковыми лущильниками. Они оборачивают и рыхлят почву на глубину 6-12 см и хорошо разрезают горизонтально расположенные корневища, лемешные хорошо оборачивают почву и подрезают сорняки на глубину 8-16 см. Удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 1,6 до 3,0 кН/м [3].

Культивация – это крошение, рыхление, перемешивание почвы, подрезание подземных органов сорняков. Рабочими органами культиваторов являются лапы различных конструкций. В районах, подверженных ветровой эрозии, для оставления стерни на поверхности почвы применяют культиваторы плоскорезы и штанговые культиваторы. Глубина обработки от 6 до 12 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 1,2 до 2,6 кН/м [3].

В зависимости от удельного сопротивления сельскохозяйственной машины, глубины посева, посадки и обработки почвы выделены следующие группы воздействия на обрабатываемую почву:

1) прикатывание – глубина обработки от 0 до 2 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 0,55 до 1,2 кН/м (катки),

2) боронование – глубина обработки от 2 до 6 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 0,4 до 0,8 кН/м (бороны зубовые),

3) посев зерновых культур глубина заделки от 2 до 4 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 1,1 до 1,6 кН/м (сеялки зерновые),

4) боронование – глубина обработки от 2 до 6 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 1,6 до 2,2 кН/м (бороны дисковые),

5) культивация – глубина обработки от 6 до 12 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 1,2 до 2,6 кН/м (культиваторы),

6) лущение стерни – глубина обработки от 10 до 12 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 1,6 до 3,0 кН/м (лущильник дисковый),

7) посадка картофеля глубина от 16 до 18 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 2,5 до 3,5 кН/м (картофелесажалки),

8) лущение стерни – глубина обработки от 10 до 18 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 6 до 10 кН/м  (лущильник лемешный),

9) вспашка – глубина обработки от 18 до 27 см, удельное сопротивление сельскохозяйственной машины от 35 до 50 кН/м2 (плуг).

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод:

– чем больше глубина воздействия рабочих органов на почву, тем больше удельное сопротивление машины;

– в одном и том же обрабатываемом участке состав почвы различна как на поверхности, так и по глубине обработки;

– из-за постоянно меняющихся нагрузок на трактор существует тенденция, с увеличением глубины обработки почвы интенсивность износа агрегатов и систем техники будет увеличиваться, а это означает будет увеличиваться интенсивность расхода ресурса.

 В связи с этим считаем, что при планировании годовой нагрузки каждого трактора необходимо дифференцировать сельскохозяйственные работы, т.е. подобрать номенклатуру операций так, чтобы техника выполнила запланированный объем работ в требуемые агротехнические сроки, безотказно и с минимальными затратами на эксплуатацию.

Для этого необходим показатель, который бы оценивал интенсивность расхода ресурса для различной комбинации набора номенклатуры сельскохозяйственных операций. Таким показателем является уровень расхода ресурса.

Уровень расхода ресурса агрегатов и систем каждого трактора определяются в каждом хозяйстве по формуле:

 ,                                             (1)

где    Ус – уровень расхода ресурса агрегатов и систем трактора;

di – доля i-ой технологической операции в общем объеме работ на плановый период;

bi – весомость i-ой технологической операции;

b1 – весомость технологической операции «вспашка».

Весомость технологической операции, это степень влияния меняющихся динамических нагрузок на интенсивность расхода ресурса при выполнении данной работы, величина которого можно установить эмпирический и с учетом условий функционирования техники [4].

Предполагается, что при известном показателе состояния трактора, который устанавливается на основании диагностирования при ТО-3 и показателе уровня расхода ресурса появляется возможность подобрать номенклатуру операций на плановый период с учетом условий функционирования техники так, чтобы трактор выполнил объем работ в требуемые агротехнические сроки, безотказно и с минимальными затратами на эксплуатацию.

Литература

1. Галиев, И. Г. Управление работоспособностью техники с учетом условий аграрного производства. / И. Г. Галиев, И. Р. Исхаков, А. Р. Шамсутдинов, А. А. Мухаметшин // Вестник Казанского ГАУ. – 2010. – № 3 (17). – С.86 – 88.

2. Иофинов, С.А. Справочник по эксплуатации машинно-тракторного парка / С. А. Иофинов. – М.: Агропромиздат, 1985. –272 с.

3. Фере, Н.Э. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка /Н.Э.Фере – М.: Колос, 1972. – 256 с.

4. Галиев, И.Г Определение весомостей агрегатов, систем и влияние уровня работоспособности на надежность трактора /И. Г. Галиев // Труды Казанской государственной сельскохозяйственной академии (раздел: технических наук). Том 70. – Казань: Изд-во КГСХА, 2001.  – С. 75 – 83.