Моделирование технологий орудий рыхлителя-кротователя в условиях Туркменистана

It is established that influence of aeration drainage on vodno-air, salt and thermal modes of soil is shown in increase of water conductivity soil and especially arable sole horizon that the weight provides effective redistribution in thickness of a file of a ground on all its depth. Active regulation of a moisture, salts and heat in soil with presence of aeration drainage has effective influence on productivity of a cotton and especially on old irrigated heavy soils of an arid zone. Results of experimental check have confirmed analytical assumptions of efficiency of application of aeration drainage on cotton systems.

Key words: Influence of aeration drainage On a vodno-salt mode of soil and productivity of a cotton.

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, И.П. Керова, С. Директора, Р.Рорера, Джозефа Р. Шенфилда, 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. Этот принцип был положен в основу разработки комплексов машин. Однако методы отображения информации в конкретных механизированных технологиях до сих пор не носят обобщающего характера [4]. Особенно это относится к технологиям аэрационного дренажа (АД) в условиях аридной зоны.

Наряду с этим формирование уплотненной околодренной зоны снижает коэффициент фильтрации. Процесс полива приводит к разрушению структурных связей в результате набухания грунта плужной уплотненной зоны. Вода при фильтрации в грунт преодолевает все виды гидравлических сопротивлений: лобовое сопротивление обтекаемых ею твердых частиц; сопротивлению трению о частицы в порах. Данные сопротивления являются тормозящими силами и на их преодоление расходуется напор. Суммарная тормозящая сила равна и прямопротивоположна силе действия на частицы грунта движущейся воды. Данную силу принято называть гидродинамическим или фильтрационным напором. Таким образом, конструкцию АД следует оценивать конструкционной прочностью и фильтрационной устойчивостью. При этом устойчивость кротовых дрен в работе определяются: эффективной плотностью скелета грунта; гидродинамическим давлением; конструкционной прочностью свода кротовой дрены. Моделирование работы АД свидетельствует о том, что интенсивность поступления воды в дрену определяется коэффициентом фильтрации и водоотдачи наддренного слоя грунта, из которого происходит сброс гравитационной воды. Известно, что при устройстве закрытой выработки с удалением грунта на большой глубине от уровня земли, поверхности скалывания не распространяются на всю толщу грунта, а соединяются между собой, образуя естественный разгружающей свод. Разгружающий свод очерчивается по параболе [5]. Применив данное предположение к АД, определяли основные нагрузки, действующие на свод кротовой полости.

Это дало возможность предложить новую конструкцию АД. Предлагаемая конструкция АД включает две параллельные дренажные полости, сформированные в монолите грунта естественной структуры. Сохранение естественной структуры грунта вокруг дрены обеспечивает достаточную водозахватную способность и эксплуатационную надежность.

Для удовлетворения изложенных требований нами были разработаны специальные, универсальные рыхлители-кротователи новой конструкции, защищенные авторским свидетельством №1751263 [1]. Для рыхления подпахотного уплотненного слоя теоретически и экспериментально исследованы и разработаны оптимальные параметры рыхлителя-кротователя. Для улучшения качество прокладки и эффективности работы АД рекомендуется производить по направлению вспашки, т.е. по линии поливных борозд. Агромелиоративный универсальный кротователь-рыхлитель новой конструкции позволил нарезать скошенные дрены смещенными относительно нож-стойки. При этом стенки кротовин имели плотное сложение (1,5-1,74 г\см³), т.к. разрушение и смежные грунта в процессе формирования кротовин происходит к центру проходки. Практически наружные стенки кротовин имели плотность грунта равную монолиту, а внутренние стенки были уплотнены от 1,5 - до 1,6 г\см³.

Исследования показали, что в процессе нарезки кротовин плотность грунта околодренной зоны по величине практически не отличалась от плотности монолита грунта. Полости дрен были весьма устойчивы. Качество рыхления проверялось раскрытием зоны разрушения поверхности грунта за проходом рабочего органа. Установлено, что за проходом сплошного ножа, разрушение грунта происходит в виде комьев до критической глубины резания, в данном случае до 0,4 м, а в нижней части происходит трещинообразование. При работе ступенчатого рыхлителя разрушение грунта происходит на всю глубину резания. Однако, следует отметить, что при этом ширина разрушаемой полосы меньше на 10 см по сравнению со сплошным ножом. Анализ образцов грунта на плотность, влажность, питательный режим и солевой состав проводился Байрамалийской почвенно-химической станцией, а также в аналитической лаборатории ИМиВП АСХНТ. Технология нарезки АД разработана с учетом грунтовых условий и биологических требований к развитию корневой системы хлопчатника, которая основана на разрыхления подпахотных слоев и нарезке в монолите грунта перпендикулярно основному дренажу водоаккумулирующих кротовых спаренных дрен на глубину 500-600 мм и на расстояния 600-900 мм.

Таким образом, при выборе конструкции АД необходимо исходить из условия, что эффективная плотность грунта должна быть соизмерима по величине гидродинамическому давлению. При этом для увеличения устойчивости дрен необходимо принять меры по снижению гидродинамического давления. Следовательно, для нарезки АД и рыхления подпахотного уплотненного слоя теоретически и экспериментально исследованы и разработаны оптимальные па­раметры АД и глубокорыхлителя. Обоснована технология нарезки АД и рыхления подпахотного слоя глубокорыхлителем; которая позволяет улучшить агротехнические пока­затели работы орудий при наименьших затратах. Технико-экономические расчеты показали, что нарезка АД позволяет снизить эксплуатационные расходы до 30%, обеспечить оптимальной водно-воздушной режим почвы в аридной зоне и повышает урожайность хлопчатника до 10 ц\га.

Литература:

1. А.с. 1751263 /СССР/. Устройство для нарезки кротовин /Хоммадов К., Данатаров А. –Москва. 1992. Бюл.№28.

2. Аверянов, С.Ф. Борьба с засолением орошаемых земель. – М: Колос. 1978. -240с.

3. Бальчюнас, А.И. Кротование минеральных тяжелых почв. – Обзорная информация ЦБНТИ Минводхоза СССР. 1979. -№14. с. 3-76.

4. Бондарев, В. А. Механико - технологические решения проблемы механизации садоводства и виноградарства Диссертация доктора технических наук Краснодар, 1997

5. Клейн, Г.К. Расчет труб, уложенных в земле. –М.: Госстройиздат. -1957. -194с.