Қызылорда облысының көктемгі тұқым себер алдындағы сәуір-мамыр және маусым-шілде айларындағы ауа температурасы жоғары және оның ылғалдылығы да өте аз болатындығы белгілі. Техникалық құрылғылардың (ТҚ) функциялық жағдайындағы не-гізгі көрсеткіші топырақ ылғалдылығы болып саналады. Бұл жер өңдеу кезіндегі ТҚ-ның жұмыс құрылғыларының әсерінен болатын соққы кезіндегі топырақ кесектері мен тоң-кесектердің майдалануына тікелей әсер етеді. Осыған байланысты топырақ кесектерінің ылғалдылығының өзгеруі, табиғи кебуі, топырақ тоңкесегінің ылғалдылыққа байланысты қаттылығының өзгеруі мен тоңкесектердің майдалану жағдайлары зерттеуді қажет етеді.
Топырақ кесектерінің ылғалдылығының өзгеруін зерттеу жұмыстары топырақтың әр түрлі - 1610, 1050 және 490 г орташа салмақтағы тоңкесектеріне жүргізілді. Олардың табиғи кебуі толық ылғалдылығы кеткенге дейін жүргізілді. Бір жағынан тәжірибе кезін-дегі айналасындағы ауаның температурасы 19 тан 27,50С шамасындағы есепке алынып отырады.
Топырақтағы кесектер ылғалдылығының негізгі төмендеуі бірінші күннің 8 сағат-ында жоғары болады. Егер әдепкі топырақ ылғалдылығын 100% деп алсақ, оның бірінші күні 35…53%, екінші күні 21...25% және үшінші күні 10...13% ылғалдылығы төмен-дейтіндігін байқаймыз. Топырақ кесектерінің майда түйіршектерінің ылғалдылығының W бірқалыпты төмендеуі 50...72 сағат аралығында болатындығы байқалды.
Жер өңдеу кездерінің сәуір-мамыр айларында, әсіресе топырақты өңдейтін маусым-шілде айларында ауаның температурасы жоғары болады да, оның ылғалдылығы өте төмен болады. Осы кездегі топырақ бетінің кебуі 50 сағат ішінде жоғары болады. Осыған байла-нысты, жер өңдейтін тырмалардың, сыдыражыртқыштардың, культиваторлардың қолайлы жағдайлардағы жұмыс істеуі тез орындалғаны дұрыс [1].
ТҚ-мен тұқым себер алдында топырақ бетін өңдеген кезде 5 см тереңдік аралықтағы табиғи кебуі, орташа топырақ ылғалдылығының өгеруі қарастырылды. Зерттеу кездерінде құнарлы топырақтың ылғалдылығы W және күннің орташа ауа ылғалдылығы W есепке алынып отырды.
Топырақ ылғалдылығы салмақтық әдіспен анықталып, ШСС-80 кептіргіш шкафта кептірілді. Кептірілген өлшемдердің салмағы ВЛТК-500 (дәлдігі ±0,1) таразысында анықталды. Кептірілетін жасанды тоң кесектің 92 өлшемі байқауға алынып, ал аңыздағы тоң кесектің 17 сынамасы байқауға алынып ылғалдылығы төмендегі өрнекпен анықталды:
(1)
Мұндағы:
– топырақ ылғалдылығының салмағы;
– кептірілген топырақтың салмағы.
Ауаның температурасы мен ылғалдылығы тез өзгеруінің сипаттамасы 2013 жылғы ауа-райының тез өзгеруімен және жауын-шашынның болуымен сипатталады. Осы кезең-дегі сәуір-мамыр айларының 42 күні бұлытсыз ашық болғандығын айта кету керек. Ауа-райының температурасының орташа өзгеруі Т = 5...300С және ылғалдылығы W = 35...86% аралығында өзгерісте болды.
Техникалық құралдармен өңделген жердің 5 см дейінгі тереңдігіндегі ылғалдылы-ғын анықтау нәтежесі екі жағдайда: біріншіден, жауын жауған кезде ылғалдылық жоғары-лау шыңына жетіп, ол 24...45 сағат аралығына дейін жалғасты. Екіншіден, топырақтың абсолюттік ылғалдылығы 14,6 дан 26,5 % аралығына дейін өзгерісте болды. Топырақ ылғалдылығы осы уақыттың 3 күнінде 20% жоғары болып, қалған күндері одан төмен болды.
Жер бетінде жатқан топырақ тоң кесектерінің ылғалдылығының өзгеруі басқаша сипатталды. Олар 5...7 күн ішінде тез кеуіп, аңызақ соққан желдің әсерінен толық ылғал-дылығынан айырылады. Сонымен қатар, жасанды үш түрдегі (1520, 860 және 580) тоң-кесектердің ылғалдылығының өзгеруі де зерттелді.
Осылардан алынған және анықталған деректер компьютерде есептеліп, төмендегі өрнек бойынша өзгеру қисығы анықталды:
(2)
Мұндағы: а, b– еселеуіштер (а=0,03; b=1,916).
Еселеуіштер мәнінің сипаттамасының жуықтама сенімділік деңгейі: арақатынас-тығы (корреляции) бойынша 0,986; анықтағышы (детерминация) бойынша 97,3% және Фишердің мәні бойынша 250,6 болып анықталынды.
Тұқым себер алдындағы жерді өңдеу тереңдігі 10 см және аңыз бетіндегі тоңкесек-тердің майдалануы 20 мм өлшемнен төмен болуы тиіс. Біздің зерттеулердің көрсетуі бойынша көктемгі ауа-райына қарамастан жер бетіндегі тоң кесектердің 2-3 күнде (79...90) толық ылғалдылығын жоғалтатындығын көрсетті. Техникалық құралдар жұмысының тиім-ді жағдайы уақыттың өтуіне байланысты W = 18...22% аралығында болды.
Кесектердің қаттылығына топырақ дымқылдығының ықпалы. Зертханада жүргі-зілген тоңкесек қаттылығына ылғалдылықтың әсерін зерттеу күріштік атыз ішінен алынған топырақ кесектерімен қарастырылды. Алынған тоңкесектің орташа өлшемі: ұзындығы – 20, ені – 16 және қалындығы – 11 см болды.
Тоңкесек қаттылығы арнайы жасалған құрылғы арқылы анықталды (1, а-сурет). Бөлменің ішіне қойылған тоңкесекке шағын піспек енгізілді, а қашықтығына өз өсінде айналатын күйенте орнатылды. Тоңкесекке шағын піспектің қысымы күш итерісімен орын-далады: жүктің 
салмағы күйентенің аяғындағы күйенте өсінің b қашықтығына орна-ласқан; келтірілген шағын піспекке тартылатын күш күйенте мен шағын піспектің өзімен байланысқан. Оның қаттылығына түсетін салмақ қабылданған тоңкесекті майдалау кезіңіндегі өрнегі [2]:
Мұндағы: а=0,22м; b=1,2 м; 
=20 кг;
S - шағынпіспек күйінтесінің тірек алаңының үсті (3·10-4, м2).
Көрсетілген мәнді қойып есептегенде:
(3)
Тоң кесекті майдалағаннан кейін бірден қалбырға салып, кептіріп берілген кесек-тердің ылғалдылық пайызы анықталды.
1-сурет. Топырақ тоңкесегінің қаттылығын анықтауға арналған құрылғы сұлбасы. Б - әртүрлі топырақ ылғалдылығындағы тоңкесек қаттылығы.
1,б-суреттегі нүктелермен топырақ кесектерінің тастайлығы мен сәйкесінше оның ылғалдылығы белгіленген. Топырақ ылғалдылығы мен кесектерінің тастайлығының орта-ша көрсеткіштерінің деректері төмендегі кестеде көрсетілген.
1 кесте. Топырақ тоң кесегінің қаттылығының, тиісінше ылғалдылығының көрсеткіші
|
Анықталу саны |
Тоңкесек қаттылығы, |
Тиісінше топырақ ылғалдылығы, % |
||
|
P1 |
Pср |
W1 |
Wср |
|
|
23 |
1,02...1,95 |
1,305 |
21,1...25,6 |
24,0 |
|
15 |
3,033 |
3,445 |
9,6...17,8 |
12,993 |
|
13 |
7,037...7,95 |
7,312 |
1,8...11,6 |
6,869 |
|
8 |
8,42...8,98 |
8,658 |
1,6...7,9 |
5,913 |
|
7 |
10,13...10,95 |
10,409 |
1,4...6,7 |
4,929 |
|
7 |
11,041...11,13 |
11,102 |
1,3...5,6 |
4,543 |
Орташа 
мен 
-ның мәндері өзара аналитикалық байланыстар арқылы анықта-лынды. Бұл байланыстар төмендегі өрнектер арқылы компьютерде есептелінді:
(4)
(5)
(6)
2-кесте. Орташа мен -ның мәндерін жоғарыдағы (3.4), (3.5) және (3.6) өрнектерін пайдаланып анықтаған көрсеткіші
|
Көрсеткіштері |
p = f(W) |
||
|
(4) өрнегі |
(5) өрнегі |
(6) өрнегі |
|
|
aеселеуіші |
11,5957 |
2,82801 |
- 0,102204 |
|
bеселеуіші |
- 0,504959 |
- 0,110721 |
0,0327076 |
|
Корреляция еселеуіші |
- 0,917328 |
- 0,99062 |
0,974335 |
|
Детерминация еселеуіші, % |
84,15 |
98,13 |
94,93 |
|
F – қатынасы (Фишер критериясы) |
47,778736 |
473,02704 |
168,61266 |
|
Қалыпты қате |
1,38336 |
0,0964012 |
0,0476978 |
Өрнек байланыстығы арқылы топырақтың ылғалдылығы мен кесектер қаттылы-ғының (5) өрнегі арқылы ортақ мәнінің корреляция еселеуіші (-0,99062), детерминация еселеуіші (98,13), Фишер критериясы (F – қатынасы 473,02704) бойынша басқа өрнек-тердегі шамаға қарағанда ең үлкені екендігін байқаймыз (2-кесте). Ал қалыпты қатесі 0,0964012 тең болғандығы осы есептеулердегі жеткілікті төмендігін көрсетеді. Есептелін-ген деректеріндегі Wcp мәні (5) өрнегіндегі берілгендерге қарасты ауытқуы -8,1-ден +7,8% , ал тиісінше (4) өрнегінде -46,2-ден +59,9% және (6) өрнегінде -94,1-ден +21,7% әлдеқайда аз екендігі байқалады.
(5) өрнегіндегі мен -ның нақты түрінің байланысы
(7)
1,б-суретіндегі құрастырылған экспоненталық қисықты келісімді үш бөлекке: W=8% дейінгіні бірінші, 8-ден 16%-ға дейінгі аралық екінші, 16%-дан жоғарыны үшінші деп қарастырдық. Бұл үш деңгейді топырақ ылғалдылығына қарай құрғақ, жартылай құрғақ және ылғалды деп белгілеп бөлеміз. Құрғақ жердегі топырақ кесектері мен тоң кесектері жеткілікті тастай және оны майдалау үшін техникалық құрылғылардың жұмыс құралдары қаттырақ әсер етуді қажет етеді. Ал, керісінше үшінші жағдайда топырақ ылғалды болғанда, мұнда жұмыс пышақтары мен соққылардың әсер ету жылдамдығын төменірек қажет ететіндігі анықталды.
Топырақ кесектерінің майдалануы. Топырақ тоң кесектерінің майдалануы тастай кесектерді майдалағаннан кейінгі алынған түрі Ф20 мен қабылданып бөлінген 20 мм-ден төмен өлшемдерінің көрсеткіштері есепке алынды. Тоңкесектің майдалануын анықтау үшін қажетті ылғалдылықтағы топырақ кесегінің үстінгі кедергісі алынды. Содан кейін шашылған майдаланған тоңкесек бөлшектерінің массасы пайыздық мазмұнда есептелінді.
2-сурет. Зертханалық құрылғы схемасы
(1-жасанды кесек, 2-қозғалмайтын балкі, 3-електі өткізгіш жіктеуі, 4-таразы, 5-вентке тірелген тензобалкіден, 8-кабель, 9-тензоусилитель, 10, 11- тензоусилитель мен осциллографтың қоректендіру блогнан, 12-осциллограф Н-700, 13-бағыттағыш трубадан).
Зертханалық құрылғы (2-сурет) бағыттауыш труба 13 арқылы, қозғалмайтын балкі-ге 2 бекітілген астаудан 6 және тензобалкиден 5 құралған. Тензобалкінің 5 деформациясын белгілеп отыру үшін тензоқұрылғылар жинақталған: тензоусилитель 9 «Топаз», свето-лучевой 12 осциллограф Н-700 және оған қоректендіргіш блоктар 10, 11 орнатылған. Бағыттағыш трубада 13 тесілген тесіктер бар, олар тензоблоктан Нi = 190, 450, 603, 793, 1251, 1807, 2470, 3233, және 4060 мм арақашықтық биіктікте жасалған. Жоғарыдан тасталған тоңкесек тиісінше 2; 3; 3,5; 4; 5; 6; 7; 8; және 9 м/с жылдамдықпен тензоблокке соғады. Тоңкесектің майдаланған бөлшектері сеткалы классификатордан өтеді. Ал, түс-пей қалған дөңгелек тесікті електің үстіндегі топырақ бөлшектері (100, 50, 20,1 мм) өлше-ніп, тиісінше әр фракциялар есептеліп пайыздық қатынастары анықталады.
Екітіректі тензоблоктың деформациясы осциллограммамен анықталып P түрінде У μу масштабына көбейтілу күші төмендегіше анықталды:
P = μуˑУ, Н. (8)
Тензоблоктың ұзындығы l=600 мм; алтықырлы партук қырының биіктігі 17 мм; жазылған масштабы μу=121,5 Н/мм
Тензоблоктың соққысынан кейінгі майдаланған кесек бөлшектерін әртүрлі сеткілерден 3 өткізіп, таразы 4 арқылы өлшенілді.
Орташа өлшемдегі майдаланған кесектер бөлігі өрнек арқылы есептелінді:
(9)
Мұндағы:
Ф1, Ф2, Ф3, Ф4 – тиісінше 1 мм аз, 1...19, 20...49 және 50 мм жоғары майдаланған кесектер қоспасының саны;
d1,d2, d3, d4 – алынған фракциялардың орташа өлшемі. Мысалы бірінші фракция 0,5 мм деп алынды (бұның өлшемі 0-ден 1 мм-ге дейінгі бөлшектер қоспасы сол сияқты басқалары да).
Топырақтың абсолюттік ылғалдылығы W майдаланатын кесектерге Ф20 айтарлық-тай әсер етеді. Кесекке соғатын соққы жылдамдығы шамамен жұмыс құрылғы соққысының v = 6...9 м/с Ф20 ның өсуіндегі W>14% жағдайымен сипаттауға болады. Әріқарай W<14 % жағдайында кесектердің 20 мм төмен бөлшектерінің пайызы азаятындығын байқаймыз.
3-сурет. Тоңкесек Ф20 майдалануы (60%-ды құрайтын көлемі 20 мм төмен бөлшектер)
Соққы жылдамдығының азаюы v = 4...5 м/с тиісінше кесек ылғалдылығы 9...19% болып, 
-ның шығуы үлкенірек болады. Бұндағы v<3,5 м/с құрамдағы -ның 60% аз болатындығы байқалады. Кішкентай кесек бөлшектерінің 20 мм төмен болуы кесек ылғал-дылығыныңжоғары болуы (W =13...19%) себепшi болып, соққы жылдамдығының аз болуымен-ақ майдалай алатындығын көрсетеді.
Егістік жер бетін өңдеудегі агротехникалық талап деректеріндегі бұл байланыс топырақтың кесектерінің 2/3 фракциялық құрамы 20 мм кем өлшемде болатындығы қызықтырады. Ең кіші жылдамдықпен әртүрлі жылдамдықта кесектерді майдалау құры-лымы графикте көрсетілген (3-сурет).
Ол тәжірибе деректерінің нүктесі арқылы құрылды. Графиктегі қисық көрініс:
(10)
Мұндағы: а, b – еселеуіштер, тиісінше 2,321 және 0,414 тең мәндері.
Қорытынды
Топырақты тұқым себер алдында өңдеуде техникалық құралдарды функционал-дау шарттарының басты көрсеткiші болып топырақ тоңкесегінің ылғалдылық мөлшерiн айтады. ТҚ жұмысы жағдайындағы топырақ құрылымының «піскен» кезі оның абсолют-тік ылғалдылығы 18...22% аралығындағы кезеңді жатқызамыз. Тұқым себер алдындағы бұндай ылғалдылық шамасы үш-төрт тәулікке созылады. Қоршаған ортаның жоғарғы ыстық температурасы мен аңызық соққан жел топырақ бөлшектерінің тоңкесектерін тез кептіріп, оның қаттылығын жоғарылатады.
Әдебиет:
1. Алшынбай С.М. Механизация предпосевной обработки почвы орошаемой зоны Юга Казахстана: Автореферат док. дисс. - Алматы, 2003. – 51 с.
2. Технические указания по проектированию и производству планировки орошаемых земель. СМХ СССР. - М., 1963.
3. Алшынбай М.Р. Сборник научных статьей по механизации сельского хозяйства. – Алматы, 1999.
