В статье при заданных параметров найдено оптимальное значение разности давления в трубе, которая соединяет цистерну со смесью (жидких минеральных удобрений) и универсальную машину (КР-5–40). Вычислены оптимальные размеры жиклёров для внесения жидкого минерального удобрения. В работе описывается изучение научных результатов, полученных в лабораторных условиях и полевых исследований, с точки зрения производственных условий и определение их надежности. Создание оптимальной модели плодородия пахотного слоя позволяет оптимизировать почвенные режимы и повысить урожайность хлопчатника.
Ключевые слова: механическое рыхление, удобрения, моделирования, почва.
В современных условиях развитие мирового земледелия идет по пути сохранения энергетических и почвенных ресурсов. Научный и практический опыт показывает, что ресурсосберегающие технологии при обоснованных условиях почвенно-климатической зоны земледелия имеют ряд преимуществ: улучшается структура почвы; повышается устойчивость урожайности хлопчатника; сокращаются затраты и повышается рентабельность производствавусловиях Туркменистана.
Моделирование технологий в растениеводстве рассмотрено в работах А. Б. Лурье, М. С. Рунчева, Э. И. Липковича, П. Н. Бурченко, Г. П. Варламова, М. Е. Демидко, В. Я. Зельцера, А. В. Четвертакова, Ю. А. Уткова, А. А. Никонова, Н. Н. Походенко, В. И. Могоряну, Т. Е.Малофеева, А. М. Гатаулина и др. Анализ этих работ показал, что они в принципе аналогичны синтезу системы отображения массива данных через однородные порции, используемого в работах В. А. Вейника, Н. П. Бусленко, В. Ф. Венды, Е. Г. Гольштейна, В. В. Налимова, Н. Н. Моисеева, М. П. Перетятькина, И. И. Кандаурова, А. Н. Зеленина, В. И. Баловнева, Е. Д. Томина, И. П. Керова, С. Директора, Р.Рорера, Кеннета Кюнена и др. Указанными исследованиями доказано, что моделированию может быть подвержена любая проблема любой системы, если массив данных о процессах, протекающих в системе, отобразить через основной процесс, обратные связи и ограничения. С целью углубления теоретических основ для создания и совершенствования орудий отмечена необходимость развития исследований в пределах системы «почва-рабочий орган-энергия». Этот принцип был положен в основу разработки комплексов машин. Однако методы отображения информации в конкретных механизированных технологиях до сих пор не носят обобщающего характера [1].
Известно, что деградация почвы приводит к уменьшению плодородия почвы, урожайности сельскохозяйственных культур. При этом до 50 % поливной воды отводится дренажной сетью безвозвратно, что приводит к истощению водных ресурсов и повышению эксплуатационных затрат орошаемого гектара [2].
Культиватор растениепитатель КР-5–40 навесной предназначен обработки пропашных и культурных растений с междурядьями 60 см и 90 см во всех почвенно-климатических зонах, кроме зоны горного земледелия (см.рис.) [5].
Рис. 1. Общий вид культиваторов растиениепитателей КР-5–40
Устройство для внесения жидких минеральных удобрений в прикорневую зону посевов предназначено для разрушения плужной подошвы, введению питательных веществ в корневую систему, углубления пахотного горизонта почвы и безотвального рыхления почвы на глубину от 30 до 40 см, с целью сохранения влаги. В то же время по хлопку на сегодняшний день проведены агротехнические мероприятия: обработка почвы, мелиорация почвы, способы ее улучшения, влияние водорастворимых вредных солей на хлопок, проанализирована информация об использовании удобрений и видах обработки почвы. Анализ показал, что на сегодняшний день комплексные агротехнические мероприятия по хлопку недостаточно изучены в полевых экспериментах, которые включают один эксперимент.
Культиватор растениепитатель КР-5–40 является навесной машиной с однорядным расположением, установленными аппаратами, предназначенными для внесения минерального жидкого удобрения. Отличительной способностью культиватора растениепитатель КР-5–40 является параллелограмный механизм навески, обеспечивающий поддержание постоянной глубины обработки почвы за счет копирования рельефа поля рабочих секции (культиватор растениепитатель КР-5–40 представлена в табл.).
Таблица 1
Техническая характеристика КР-5–40
|
Показатели |
Ед. изм. |
Культиватор-растениепитатель |
||
|
КХУ-4Л-01 (отечественное) |
КРПН-5,6–03 |
КР-5–40 (предлагаемое) |
||
|
Агрегатирование |
тр.кл. |
3 |
1,4 |
1,4 |
|
Потребляемая мощность агрегата |
кВт |
33,3–49,1 |
33,3–49,1 |
33,3–49,1 |
|
Способ агрегатирования |
жесткое |
жесткое |
жесткое |
|
|
Производительность |
га/ча |
1,1–2,2 |
2,35 |
1,4–2,25 |
|
Рабочая скорость |
км/ч |
4,6–6,2 |
5–10 |
4–6 |
|
Транспортная скорость |
км/ч |
20 |
15 |
20 |
|
Рабочая ширина захвата |
м |
4,5±0,2 |
5,6 |
4,5±0,2 |
|
Глубина обработки в зависимости от вида обработки |
см |
4–18 |
2–12 |
25–40 |
|
Глубина внесения (заделки) удобрений |
см |
- |
6–12 |
10–30 |
|
Число рядков обрабатываемых культиватором за один проход |
шт |
4 |
5 |
5 |
|
Ширина обрабатываемых междурядий |
см |
90 или 60 |
90 |
90 или 60 |
|
Вместимость бункера для удобрений |
м 3 |
- |
0,48 |
0,6 |
|
Дорожный просвет |
мм |
не менее 300 |
не менее 300 |
не менее 300 |
|
Габаритные размеры в рабочем положении |
мм |
6000 x 4300 x 1900 |
6570 х 2015 х1135 |
3900 x 850 x 1035 |
|
Масса культиватора в зависимости от вида рабочих органов |
кг |
2100 |
880–1080 |
420–1100 |
Теперь будем анализировать в агромелиоративных универсальных машинах математическую модель внесения жидкого минерального удобрения в почву [6]. Жидкое минеральное удобрение или жидкая смесь (раствор) в результате давления, создаваемого насосом по трубам (шлангам) перетекает к трубам с дырочками (жиклерами), закрепленным к стойкам рыхлителям.
В соответствии требованиям и правилам агротехники для получения высокой урожайности хлопчатника на 1 (один) метр расстояния нужно вносить 0,04 литров жидкого минерального удобрения.
Жидкое минеральное удобрение в результате давления, создаваемое насосом протекает по трубам разных диаметров.
Нужно синхронизировать давление насоса, выталкивающее жидкое минеральное удобрение, со скоростью трактора, который тянет универсальную агромелиоративную машину или комбинированное устройство для рыхления грунта с одновременным внутрипочвенным внесением жидких минеральных удобрений.
Уравнение движения, количества и баланса жидкого минерального удобрения описываются следующими уравнениями:
Постоянный массовый расход жидкого минерального удобрения вычисляется формулой:
Используя формулу
где:
Из этого равенства используя равенства
где:
Выражение (5) определяет влияния изменения скорости по длине трубы, а выражение (6) разности высот начальной и конечной точек трубы потока жидкого минерального удобрения на перепад давления.
Для горизонтальных труб жидкого минерального удобрения
Исходя из этих условий получим:
В исследуемой задаче длина трубы жидкого минерального удобрения
Следовательно, проведено сравнительный анализ применение для технологии универсальных агромелиоративных машин: вычислено, что при скорости трактора
Таким образом, достоверность главных положений, выводов и рекомендаций доказаны экспериментальными данными лабораторно-полевых исследований. Результаты теоретических исследований технологического процесса мелиоративного рыхления почв, выполненных на основе разработанной в работе системы управления характеристиками рабочих органов рыхлителей и режимами их работы, позволяют сделать вывод о практической возможности создания почвенного профиля с заданными параметрами. При использовании жидких удобрения из него корневая система хлопчатника быстрее развивается, глубже проникает в почву.
В связи с этим для определения результатов натурных экспериментов, экономической эффективности предложенных предложений в условиях производства в 2010–2013 гг. Проводились производственные испытания на промысле Акционерного общества (САО) им. С.Розметова С.Ниязовского района Дашогузской области. Экономическая выгода агротехнических мероприятий, предложенных в производственном испытании, подтверждена соответствующими показателями. Этот метод производства рекомендуется использовать при выращивании хлопка, поскольку он подходит для нормального роста, а также для высокого урожая хлопчатника [3, 4].
Следовательно, разработана технология и рабочее оборудование культиваторов растиениепитателей КР-5–40 [4]. 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, указанные агромелиоративных машин предложили для широкого внедрения в производство сельского хозяйства страны.
Литература:
1. Бехбудов, А.К., [и др.]. Исследование эффективности промывок слабопроницаемых земель в Азербайджанской ССР. ВНИИГиМ. вып. 4. –М.: 1978.
2. Данатаров, А. Об экологической напряженности в аридной зоне. Тез.меж.конф. Экологические проблемы при орошении и осушении: ч.I. –Киев, 1993. с.6–7.
3. Данатаров, А., Рустамов С., [и др.]. Инновация агромелиоративных машин для обработки в междурядьях хлопчатника. ООО «Издательство Молодой ученый» № 1. -Казань, 2018.
4. Данатаров, А., Рустамов С., [и др.]. Основные технологические параметры почвообратывающих машин нового поколения. ООО «Издательство Молодой ученый» № 1. -Казань, 2018.
5. Патент ТМ № 14/I 01286 Устройство для внесения жидких минеральных удобрений в прикорневую зону посевов хлопчатника. Ограниченный патент на изобретение № 687. 23.07.2014. М.Шаммедов, А.Данатаров, [и др.].
6. Чарный, И. А. Неустановившиеся движения реальной жидкости в трубах. -М.: Гостехиздат, 1951.
