Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
БАЙБУЛАТОВ Таслим Султанбекович
МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПО ВНЕСЕНИЮ ГЕРБИЦИДОВ В ПОЧВУ
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства
механизации сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
доктора технических наук
Волгоград - 2011
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия имени М.М. Джамбулатова
Научный консультант Ц доктор технических наук, профессор
Ивженко Станислав Андреевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор, Лауреат
Государственной премии СССР, Заслуженный
изобретатель РФ Пындак Виктор Иванович;
доктор технических наук, профессор, академик
РАСХН Горбачев Иван Васильевич;
доктор технических наук, профессор
Истомин Сергей Викторович.
Ведущая организация Ц ФГОУ ВПО Кабардино-Балкарская государственная
сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова
Защита состоится л19 декабря 2011 г. в 10 ч. 15 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.008.02 при ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия по адресу: 400002, г. Волгоград, пр. Университетский, 26., ауд. 214, факс (8442) 41-10-85.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия, с авторефератом - на сайте Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки Минобразования и науки РФ: www.vak.ed.gov.ru
Автореферат разослан л__ _________ 2011 г.
Ученый секретарь А.И. Ряднов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Обеспечение потребностей регионов в качественной, достаточной по объёму и ассортименту продукции при соблюдении требований энергоресурсосбережения и экологической безопасности является основной задачей агропромышленного комплекса Российской Федерации.
Выполнение этой задачи во многом зависит от плодородия почвы и культуры земледелия. В комплексе мероприятий по повышению плодородия почвы и повышения урожайности сельскохозяйственных культур важнейшим звеном является борьба с сорной растительностью. В последние годы в борьбе с сорняками большое внимание уделяют использованию химических препаратов - гербицидов. Их применение снижает засоренность посевов сельскохозяйственных культур на 80Ц95 %, значительно повышает урожайность, а затраты на приобретение и внесение гербицидов вполне окупаются прибавками урожая.
Применяемые в хозяйствах Республики Дагестан технологии и технические средства не обеспечивают качественное внесение и заделку гербицидов в почву и имеют ряд недостатков: необходимость многократных проходов агрегатов по полю, неравномерное распределение гербицидов по ширине захвата, снос гербицидов в ветреную погоду, улетучивание препарата с поверхности почвы и ухудшение экологической обстановки.
Усовершенствование и внедрение ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий и технических средств внесения и заделки гербицидов при возделывании сельскохозяйственных культур приобретает актуальность и является важнейшей научной проблемой.
Исследования проводились в Дагестанской ГСХА в 1997-2009 гг. в соответствии с комплексной темой Модернизация машинных технологий и технических средств в сельскохозяйственном производстве, раздел № 2 Разработка и совершенствование почвовлагосберегающих и ресурсосберегающих технологий и технических средств обработки почвы в условиях Республики Дагестан.
Цель работы Ц повышение эффективности внесения гербицидов в почву на базе механико-технологических основ совершенствования технологий и технических средств.
Объект исследований Ц технологический процесс внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур.
Предмет исследований Ц взаимосвязь технологий и технических средств по внесению гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур.
Методика исследований включает в себя разработку теоретических положений по внесению гербицидов в почву, их экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях. Теоретические исследования выполнялись на основе законов классической механики и математических положений с использованием стандартных программ из пакета СorelDRAW и Microsoft office 2007 для статистической обработки опытных данных. Экспериментальные исследования проводились с использованием существующих методик, ГОСТов и разработанных частных методик.
Научную новизну составляют:
- усовершенствованные технологии и технические средства для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур;
- систематизация факторов, влияющих на ресурсосбережение и комплексная модель, адекватно описывающая качество распределения гербицидов в почве;
- математическое описание движения частицы почвы до схода и после отрыва её с ножевого рабочего органа;
- математическая модель движения частиц почвы после схода её с крыла широкозахватной стрельчатой лапы;
- закономерности движения частиц жидкости (гербицидов), выходящих из распыливающего наконечника с учетом сопротивления воздуха и давления в трубопроводе.
Практическая ценность. Разработаны новые технологические схемы комбинированных агрегатов для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом широкорядных культур и посадкой картофеля. В результате внедрения усовершенствованных технологий и технических средств достигается значительное ресурсосбережение: сокращаются потери гербицидов на 40 %, снижаются затраты труда в 1,3-2,1 раза; уменьшается уплотнение почвы в предпосевной период; сохраняется экология окружающей среды и улучшаются санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала.
Научные положения, выносимые на защиту:
- усовершенствованные технологические схемы комбинированных агрегатов для внесения гербицидов совместно с выполнением других операций и их теоретическое обоснование;
- математическая модель комплексного определения качества распределения гербицидов в почве;
- математические модели, описывающие движение частицы почвы до схода и после отрыва её с ножевого рабочего органа, движение частиц почвы после схода их с крыльев широкозахватных стрельчатых лап, движение частиц жидкости (гербицидов), выходящих из диффузорных наконечников, снабженных регулируемыми конусами и с учетом давления в трубопроводе;
- экспериментальные данные, позволяющие определять равномерность распределения гербицидов, качество внесения и заделки их в почву при различных конструктивно-режимных параметрах рабочих органов комбинированных агрегатов.
Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований одобрены и рекомендованы к внедрению в хозяйствах научно-техническим советом Министерства сельского хозяйства Республики Дагестан. Усовершенствованные технологии и технические средства по внесению гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур внедрены в учебно-опытном хозяйстве Дагестанской ГСХА и ряде хозяйств Казбековского района Республики Дагестан.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательской работы за 1997-2010 гг. Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии (г. Махачкала) и Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2002, 2003, 2004, 2007, 2008, 2009); на конференции молодых ученых ЮФО сельскохозяйственных ВУЗов Аграрная научная Россия в новом тысячелетии (Краснодар, 2003); на региональной научно-практической конференции Молодые ученые АПК Республики Дагестан (Махачкала, 2005); на международной научно-практической конференции Основные проблемы, тенденции и перспективы устойчивого развития сельскохозяйственного производства (Махачкала, 2006); на региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ЮФО Молодые ученые - вклад в реализацию национального проекта Развитие АПК (Махачкала, 2007); на научно-техническом совете при Министерстве сельского хозяйства Республики Дагестан (Махачкала, 2008); на международной конференции Перспективы развития агропромышленного комплекса России (Москва, 2008); на IV Международной научно-практичес-кой конференции молодых исследователей Наука и молодежь: новые идеи и решения посвященной 65-летию Победы в ВОВ (Волгоград, 2010).
Инновационные проекты представлялись на выставке-ярмарке Дагпродэкспо (Махачкала, 2009; 2010), на ВВ - Золотая осень (Москва, 2009), на ХIII Московском Международном салоне изобретений и инновационных технологий Архимед (Москва, 2010), где отмечены дипломами и золотыми медалями.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 52 печатных работах, из которых 15 опубликованы в изданиях рекомендованных ВАК РФ, в одном патенте РФ на изобретение, 3 патентах РФ на полезные модели, в одной монографии. Общий объем публикаций составляет 23,01 п. л., из них лично соискателю принадлежит 11,35 п. л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературных источников, включающих 215 источников, из них 22 на иностранных языках, 22 приложений. Общий объем составляет 343 страниц машинописного текста, который включает 43 таблицы и 76 рисунков.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснованы актуальность работы, ее практическая значимость, цель исследований, сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту.
В первой главе Состояние вопроса. Цель и задачи исследований приведен анализ видового состава, способов борьбы с сорной растительностью на посевах и посадках сельскохозяйственных культур Республики Дагестан, вреда, причиняемого ими культурным растениям. Проведён анализ существующих технологий и технических средств, используемых для внесения и заделки гербицидов в почву.
Вопросам внесения гербицидов посвящены исследования Вихрачева В.Н., Воеводина А.В., Данилова А.И., Ивженко С.А., Клименко В.И., Лысенко А.К., Макарова А.В., Молявко А.А., Папова Г.Ф., Ревякина Е.Л., Рудакова Г.М., Туделя Н.В., Кузнецова Ю.Н., Шмонина В.А., Юнаева А.А. и др.
Из обзора литературных источников видно, что вопросам рационального применения гербицидов посвящено много научных исследований. Однако многие вопросы по технологии внесения гербицидов и технические средства ещё недостаточно разработаны и не имеют научного обоснования. Это ведет к значительным потерям легкоулетучивающихся препаратов, нарушению агротехники и экологии и, в конечном итоге к неокупаемости применяемых гербицидов.
Таким образом, возникла проблемная ситуация: с одной стороны, необходимо своевременно, эффективно и качественно согласно агротехники и экологии использовать гербициды для борьбы с сорной растительностью, а с другой стороны - отсутствие наиболее рациональных, научно обоснованных, ресурсосберегающих технологий и технических средств по внесению гербицидов.
Отсюда вытекает важная научная проблема, которая заключается в научном обосновании совершенствования существующих и создаваемых новых технологий и технических средств по использованию гербицидов, которые бы полно удовлетворяли требованиям агротехники и экологии, создавая условия для получения максимальных урожаев культурных растений с высоким качеством продукции при минимальных затратах ручного труда и химических препаратов.
Исходя из научного анализа существующих технологий и технических средств, вытекает следующая рабочая гипотеза: только научно обоснованные разработки ресурсосберегающих технологий и новые технические решения, обеспечивающие внесение гербицидов совместно с другими операциями (предпосевной обработкой почвы, посевом и др.) включающих обязательную заделку их в почву согласно требований агротехники и экологии, могут обусловить решение научной проблемы.
В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи исследований:
1. Обосновать эффективные направления совершенствования технологий и создание технических средств по использованию химических препаратов, обеспечивающие ресурсосбережение и удовлетворяющие требованиям агротехники и экологии;
2. Систематизировать факторы, влияющие на ресурсосбережение при выполнении технологических процессов по внесению гербицидов в почву и разработать общие принципы внесения гербицидов в почву с учетом совмещения с другими агротехническими операциями в зависимости от возделываемой культуры;
3. Обосновать технологические процессы, конструктивные схемы комбинированных агрегатов и технических средств для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур;
4. Исследовать предлагаемые технологии и основные конструктивно-технологические и режимные параметров усовершенствованных рабочих органов и устройств;
5. Разработать комбинированные агрегаты для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом кукурузы и посадкой картофеля, провести лабораторные исследования и полевые испытания предлагаемых средств механизации, оптимизировать параметры и режимы их работ.
6. Определить экономическую эффективность предлагаемых технологий и технических средств, внедрить результаты исследований в сельскохозяйственное производство.
Во второй главе Теоретические основы оценки качества распределения гербицидов в почве и обоснование конструкции предлагаемого распылителя представлены факторы, влияющие на ресурсосбережение, и выполнены теоретические исследования качества распределения гербицидов.
Гербициды являются дорогостоящими препаратами, поэтому необходимо при их применении использовать такие машины и технологии, которые бы обеспечивали не только окупаемость этих препаратов, но и приносили прибыль. Они могут негативно воздействовать на окружающую среду и человека, поэтому необходимо, чтобы машины и ресурсосберегающие технологии обеспечивали не только экономию средств, но и не нарушали нормальную экологическую обстановку.
Ресурсосберегающие технологии внесения гербицидов характеризуются множеством факторов, которые можно разделить на четыре группы:
а) факторы первой группы формируются из физико-механических, химических и биологических свойств таких объектов как почва, гербициды, сорняки (система: машина - почва - гербициды);
б) факторы второй группы, влияют на технологические процессы внесения гербицидов, режимы работы машин и их рабочих органов;
в) факторы третьей группы, обусловливают конструктивно-технологические особенности машин и их рабочих органов;
г) факторы четвертой группы относятся к организационно-социальным вопросам (организация труда, оплата, квалификация, заинтересованность исполнителей и прочие организационные вопросы).
Ресурсосберегающие факторы при внесении гербицидов можно выразить в виде функциональной зависимости:
где: Ц сумма всех факторов, обусловливающих качество выполняемых работ; Ц функция факторов первой группы (Ц тип, состояние и структура почвы; Ц свойства гербицидов); Ц функция факторов второй группы (Ц технология внесения гербицидов; Ц режимы работы машин и рабочих органов); Ц функция факторов третьей группы (Ц общие конструктивно-технологические схемы машин (комбинированных агрегатов);Ц конструкции рабочих органов машин; Ц конструкции распыливающих устройств); Ц функция факторов четвертой группы (Ц общая организация работ по внесению гербицидов; Ц квалификация и заинтересованность исполнителей; Ц прочие неучтенные факторы).
Данные факторы очень важны, и обеспечить ресурсосберегающие технологии возможно в том случае, когда все они в совокупности положительно влияют на технологию внесения гербицидов.
Факторы, влияющие на ресурсосберегающие технологии внесения гербицидов в почву, представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Факторы, влияющие на ресурсосбережение
при внесении гербицидов в почву
Наиболее перспективны технологии внесения гербицидов, в которых используется совмещение их внесения с другими технологическими операциями. В них используются комбинированные машины, совмещающие несколько технологических операций за один проход.
В условиях Республики Дагестан, наиболее приемлемыми технологиями приняты такие, в которых внесение гербицидов совмещают с предпосевной обработкой почвы при возделывании зерновых культур, с посевом кукурузы и с посадкой картофеля.
Последовательность совмещенных технологических операций за один проход машины при подготовке почвы под посев зерновых культур включает в себя (рис. 2):
а) равномерное внесение гербицидов по поверхности почвы;
б) заделка гербицидов в почву ножевой бороной, которая, кроме заделки гербицидов, выполняет механическое уничтожение сорной растительности и рыхление почвы на глубину заделки семян h.
1 - штанга с распылителями,
2 - ветрозащитное устройство,
3 - ножевая борона
Рисунок 2 - Схема технологического процесса внесения гербицидов на поверхность почвы, их заделка, уничтожение сорняков и рыхление
почвы
Для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы был изготовлен комбинированный агрегат Ц штанговый опрыскиватель, на раме 1 которого закреплены ветрозащитное устройство 2, распределительная штанга с распылителями 8, роторные батареи ножевых борон 4. Ветрозащитное устройство выполнено из легкого трубчатого каркаса с натянутой на него прозрачной армированной повышенной прочности полиэтиленовой пленкой (рис. 3) (Патент РФ №88909).
Такая конструкция штангового опрыскивателя максимально снижает улетучиваемость гербицидов независимо от скорости ветра, обеспечивает сплошное равномерное распределение их по поверхности поля с заделкой в почву ножевыми рабочими органами.
Кроме того, применение данного агрегата способствует более полному и экономному использованию гербицидов, созданию комфортных условий труда обслуживающему персоналу и улучшению экологической среды.
1 - рама, 2 - ветрозащитное устройство, 3 - трубопроводы, 4 - роторные
батареи, 5 - ножевые рабочие органы, 6 - трубчатый каркас, 7 - полиэтиленовая пленка, 8 - распределительная штанга с распылителями
Рисунок 3 - Схема комбинированного агрегата для внесения гербицидов
совместно с предпосевной обработкой почвы
Последовательность технологических операций совмещающих внутрипочвенное внесение гербицидов и посев кукурузы, представлена на схемах (рис. 4, а и б):
а)
1 - стрельчатая лапа, 2 - подводящая трубка,
3 - распылители, 4 - сошники, d - междурядное расстояние
Рисунок 4 - Схемы последовательности технологических операций (а) и технологический процесс внесения гербицидов совместно
с посевом кукурузы (б)
б)
а) рыхление почвы стрельчатыми лапами;
б) подрезание сорняков;
в) подача гербицидов под лапы;
г) укрывание гербицидов почвой, сходящей со стрельчатых лап.
Параллельно с этими операциями выполняется технологический процесс посева кукурузы, который состоит из следующих операций:
а/) выполнение борозд полозовидными сошниками;
б/) подача семян от высевающих аппаратов к сошникам и укладка их на дно борозды;
в/) укрывание семян почвой;
г/) прикатывание почвы после укладки семян.
Для внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы был разработан и исследован комбинированный агрегат, который выполняет за один проход несколько технологических операций: предпосевную культивацию, внутрипочвенное внесение гербицидов и посев (рис. 5).
1 - опорно-регулировочное колесо, 2 - рама, 3 - шкив привода насоса,
4 - эксгаустер, 5 - насос, 6 - штанга маркера, 7 - семенной бункер,
8 - подводящая трубка, 9 - стойка лапы, 10 - сошник,
11 - прикатывающее колесо
Рисунок 5 - Схема комбинированного агрегата для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы
Он состоит из почвообрабатывающей и посевной частей, а также приспособлений для внесения гербицидов непосредственно в почву. Почвообрабатывающая часть выполнена в виде стрельчатых лап серийного образца, установленных с помощью стоек 9 на раме 2 агрегата в два ряда. Первый ряд включает 9 лап с шириной захвата 270 мм, и второй Ц 9 лап по 330 мм. Посевная часть составлена из посевных секций сеялки СУПН-6 (СПЧ-6). Устройство для внесения гербицида состоит из рабочих органов в виде распылителей, смонтированных в объемных камерах лап, вспомогательного оборудования опрыскивателя ПОУ для подачи жидкости к распылителям, регуляторов давления и расхода.
Последовательность технологических операций, выполняемых при посадке картофеля, представлена на схемах (рис.6 а и б). Этот процесс состоит из следующих операций:
а)
1 - широкозахватная стрельчатая лапа,
2 - подводящий трубопровод, 3 - распылитель, 4 - сошник, 5 - подводящий трубопровод и распылитель в сошнике картофелесажалки, 6 - клубнепровод
б)
Рисунок 6 - Схемы последовательности технологических операций (а)
и технологический процесс посадки картофеля совместно с внесением гербицидов (б)
а) рыхление почвы широкозахватными стрельчатыми лапами;
б) механическое уничтожение сорняков путем подрезания их лапами;
в) внутрипочвенное внесение гербицидов (под лапы);
г) укрывание гербицидов почвой, сходящей с широкозахватных лап.
Параллельно с этими операциями выполняются другие, а именно:
а/) образование борозд сошниками;
б/) подача в сошники клубней картофеля и укладка их на дно борозды;
в/) подача гербицидов в сошники (борозды) совместно с клубнями картофеля;
г/) укрывание гербицидов и клубней картофеля почвой.
Для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно с посадкой картофеля нами предлагается использовать комбинированный агрегат, который представлен на рис. 7 (Патент РФ №84178).
Комбинированный агрегат выполнен на базе картофелесажалки СН-4Б с использованием оборудования и приспособления от опрыскивателя ПОМ-630. На раме картофелесажалки установлены дополнительные широкозахватные культиваторные лапы (420-430 мм). Распылители смонтированы в сошниках и широкозахватных лапах, которые обеспечивают сплошное внутрипочвенное внесение гербицидов.
1 - резервуар; 2 - трубопроводы; 3 - бункер; 4 - широкозахватная культиваторная лапа; 5 - вычерпывающий аппарат; 6 - туковысевающий аппарат;
7 - тукопровод; 8 - сошник; 9 - заделывающие диски; 10 - устройство
импульсной подачи раствора гербицидов; 11 - распылитель
Рисунок 7 - Схема комбинированного агрегата для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно с посадкой картофеля
Таким образом, предлагаемая конструкция агрегата позволяет равномерно распределять раствор гербицидов по всей ширине захвата агрегата на заданную глубину, что особенно важно для последующей борьбы с сорной растительностью как в междурядьях, так и в рядах. Кроме того, агрегат позволяет сократить количество проходов, что уменьшает уплотняющее воздействие на почву; уменьшить испарение гербицидов вследствие их внутрипочвенного внесения; сохранить экологию окружающей среды.
Распределение гербицидов в почве является важнейшим показателем качества их внесения а, следовательно, и степени удовлетворения требований агротехники. Если даже в среднем норма внесения будет выдержана, а равномерности распределения не будет, то положительного результата такое внесение не даст. Качество распределения гербицидов в объеме почвы можно выразить математически.
Для комплексной оценки качества внесения гербицидов в почву рассмотрим закономерности распределения капель гербицида в почве по компонентам (по площади поля и по глубине).
Из теории вероятностей известно, что поток событий, который обладает свойствами стационарности, ординарности и не имеет последствия, называется простым потоком и подчиняется закону Пуассона, Из чего следует, что вероятность попадания п капель на площади f определяется по закону Пуассона:
, (1)
где Ц вероятность попадания п капель на площадку f; Ц параметр закона Пуассона, который по смыслу представляет собой математическое ожидание: ; Ц случайная величина плотности распределения капель гербицидов на выбранной площадке, то есть число капель, приходящихся на единицу площадки, шт./м2; Ц средняя площадь, приходящаяся на одну каплю, м2/кап.; количество капель, которые задаются при исследовании качества распределения.
Степень равномерности распределения гербицидов по глубине подчиняется нормальному закону в интервале от до .
Вероятность попадания капель в этом интервале будет (рис. 8):
, (2)
или
. (3)
Делая замены, получим:
, (4)
где Ф - функция Лапласа.
Из теоремы умножения вероятностей известно, что вероятность совместного осуществления взаимно не зависимых событий (равномерность распределения гербицидов по глубине не зависит от равномерности распределения их по площади поля) равна произведению их вероятностей.
Общая вероятность попадания капель, обусловленная агротехникой при внесении гербицидов, будет выражаться формулой
, (5)
где - вероятность попадания п капель на выбранную площадку; - вероятность попадания капель по глубине в пределах (, ).
Рисунок 8 - Распределение гербицидов по глубине
Тогда, подставляя значения выражений (1) и (4) в формулу (5), получим:
. (6)
Выражение (6) представляет собой комплексный показатель, адекватно описывающий качество распределения гербицидов в почве, а следовательно, наиболее полно отражающую степень совершенства технологии и технических средств.
Для внесения раствора гербицидов можно использовать различные распылители, например, щелевидный или диффузорный. Достоинство щелевидного распылителя в том, что факел распыла можно направить в нужную сторону. Однако существенными недостатками такого распылителя являются значительные местные потери, которые требуют повышенного давления жидкости при подаче её к наконечнику.
Наиболее приемлемым для подачи раствора гербицидов в нашем случае является диффузорный распыливающий наконечник с криволинейной образующей, обеспечивающий постоянный градиент давления вдоль оси. Однако данные диффузоры обеспечивают сплошной факел распыла, удваивая норму подачи в средней части (по оси распыла) и постепенно уменьшая эту норму на периферии. Кроме этого, так как диффузор к выходу расширяется, скорости частиц жидкости уменьшаются. Согласно неразрывности потока имеем
, (7)
где и Ц соответственно, площадь поперечного сечения диффузора и скорость истечение на входе; и Ц соответственно, площадь и скорость истечения на выходе. Из выражения (7) получим
(8)
Так как больше , скорость будет меньше, что недостаточно для подачи частиц жидкости на всю ширину лапы. Поэтому для улучшения работы диффузора 1 на выходе рекомендуется устанавливать конус 2, который уменьшает площадь поперечного сечения диффузора на выходе и сохраняет, а если потребуется и увеличивает скорость потока на выходе, обеспечивая равномерность распределения по всей ширине захвата (рис. 9).
В этом случае площадь поперечного сечения
(9)
где Ц диаметр диффузора на выходе 2-2, мм; Ц диаметр конуса в сечении 2-2, мм, Ц угол между перпендикулярами: к оси конуса и касательной к дуге образующей.
Конструкция позволяет перемещать конус вдоль оси диффузора 0-0, изменяя диаметр dк и площадь поперечного сечения на выходе. Причем предложен конус, поверхность которого выполнена по образующей, имеющий вид дуги (Патент РФ №86409).
Чтобы сохранить скорость необходимо, чтобы:
и . (10)
Для увеличения скорости потока на выходе необходимо
(11)
Скорость частиц жидкости на выходе из диффузора будет
. (12)
Дальность полета частицы жидкости, выходящей из диффузора, зависит от её начальной скорости при выходе , от давления в трубопроводе, высоты расположения диффузора над почвой Н и её массы т (рис. 10).
1 - диффузор, 2 - конус Рисунок 9 - Схема диффузора с конусом | Рисунок 10 - Схема к определению траектории движения частиц жидкости с учетом давления в трубопроводе |
Перемещение частицы жидкости в системе координат х и у
, (13)
. (14)
Дальность полета частицы жидкости
. (15)
Полное время полета частицы жидкости от начала выхода её из распылителя до места падения можно представить в следующем виде:
. (16)
Для определения полной скорости частицы жидкости необходимо сложить её проекции по оси х и у
. (17)
Из выражения (17) видно, что скорость полета частицы жидкости зависит от давления в трубопроводе (т. к. ), массы частицы m и сопротивления воздуха F.
Для описания технологического процесса и обоснования основных параметров ножевой бороны были учтены теоретические исследования взаимодействия ножевого рабочего органа с почвой, основанные на известных работах ученых П.М. Василенко, Г.Н. Синеокова, А.Д. Далина, И.М. Панова, Е.П. Яцука, П.С. Нартова, Ф.М. Канарева, Д.Н. Ефимова, В.А. Шмонина и др.
Векторное уравнение равновесия сил, действующих на частицу почвы в начальный период до отрыва её от рабочего органа (рис.11)
, (18)
где Ц центробежная сила частицы, ; Ц угловая скорость ножевого рабочего органа, ; Ц радиус ножа; - сила трения частицы о поверхность изогнутой полки рабочего органа: ; - коэффициент трения частицы почвы о поверхность рабочего органа; N - нормальная реакция, или ; - сила Кориолиса, , этой силой пренебрегаем из-за малости .
Проецируя все силы на оси координат х, у, z (рис. 11) и учитывая их значения
; (19а)
; (19б)
. (19в)
Перемещения частицы почвы по осям координат
; (20а)
; (20б)
. (20в)
Определяем скорости и перемещения частицы почвы после отрыва её от поверхности рабочего органа.
Для этого составим дифференциальные уравнения по осям координат x1, y1, z1 под действием силы тяжести G.
, , (21)
перемещение частицы почвы вдоль осей х1, у1, z1
; (22а)
; (22б)
. (22в)
Рисунок 11 - Схема к определению движения частицы почвы,
вызываемого ножевым рабочим органом
Полную скорость движения частицы почвы в любой момент времени
. (23)
Модуль скорости частицы
. (24)
Уравнение (24) является математической моделью движения частицы почвы после схода её с ножевого рабочего органа. Эта формула показывает, что движение частицы, полученное сложением проекции скорости, представляет собою степенную функцию, зависящую от конструктивных и режимных параметров рабочего органа.
Для внутрипочвенного внесения гербицидов предпочтительнее использовать стрельчатые универсальные, а также широкозахватные (420Е430 мм) культиваторные лапы (рис. 12) с установленными в них диффузорами для внесения раствора гербицидов (Патент РФ №86409).
Предлагаемая технология заключается в следующем: при движении лапы подрезается снизу и временно поднимается слой почвы толщиной 60-80 мм; под поднятый почвенный слой впрыскивается мелко распыленный раствор гербицидов, после чего поднятая почва опускается, насыщаясь распыленным раствором и закрывая его собой сверху; одновременно с внутрипочвенным внесением гербицидов выполняется посев кукурузы или посадка картофеля. Причем предложено устройство для уплотнения подошвы борозды (Патент РФ №2340150).
| 1 - стойка; 2 - культиваторная лапа, 3 - трубопровод, 4 - элемент крепления, 5 - распыливающий наконечник, 6 - конус. Рисунок 12 - Схема стрельчатой лапы с распыливающим наконечником |
При работе лапы частицы почвы, сходя с крыльев, совершают траектории, образуя между подошвой почвы и этой траекторией временно незаполненную зону воздействия, в которую подается раствор гербицидов (рис. 13).
Для увеличения зоны воздействия гербицидов на почву, содержащую семена сорняков, на тыльных обрезах приварены направляющие пластины шириной , под углом к горизонту , где Ц угол трения почвы по стали () (рис. 13).
Рисунок 13 - Схема к определению траектории полета частицы почвы
после схода ее с направляющей пластины
Для определения длины зоны воздействия ВD определим траекторию движения частицы почвы, находящейся в свободном полёте после схода её с направляющей пластины.
Нами получено уравнение (математическая модель) траектории движения частицы почвы, сошедшей с направляющей пластины с учетом сопротивления воздуха:
. (25)
По выражению (25) можно определить дальность полета частицы почвы, с учетом постановки направляющей пластины:
, (26)
где Ц постоянный коэффициент ( с-1); Ц начальная скорость движения частицы перед свободным падением , м/с; Ц угол отклонения крыла лапы от направления движения агрегата, град; Ц угол наклона к горизонту направляющей пластины, град; Ц конечная скорость частицы при сходе её с направляющей пластины, м/с; Н Ц глубина обработки почвы, мм;
Время свободного полета частицы почвы
. (27)
При внутрипочвенном внесении раствора гербицидов необходимо придать частицам жидкости таких скорости и направления, чтобы они, после выхода из распылителя и, попав в зону временно незаполненной почвой, пролетали расстояние не менее 0,5 ширины захвата лапы до опускания почвы на подошву, с вычетом величины перекрытия лап. В этом случае гербициды распределяются по всей ширине захвата, и обеспечивается наилучшее насыщение почвы раствором (рис.14).
Рисунок 14 - Схема к определению закона движения
частицы жидкости, выходящей из распылителя
Определим закон движения частицы жидкости после выброса её из распылителя. Вектор начальной относительной скорости направлен под углом к направлению движения агрегата (этот угол определяется конусом распылителя) (рис. 14):
. (28)
Время полета частицы жидкости, выходящей из распылителя до места падения
. (29)
Уравнение (28) выражает собою математическую модель движения частицы жидкости в плоскости zoy. Для наилучшего насыщения почвы надо чтобы .
В третьей главе Программа и методическое обеспечение экспериментальных исследований изложены программа, общие и частные методики проведения экспериментальных исследований, дано описание объектов исследований и экспериментальных установок.
1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - ременная передача; 4 - резиновые ролики;
5 - башмак корыта; 6 - корыто; 7 - рабочий орган; 8 - подводящий трубопровод;
9 - цепной транспортер; 10 - натяжной шкив;
Рисунок 15 - Схема экспериментальной установки
Программой экспериментальных исследований предусматривалось проведение лабораторных, лабораторно-полевых исследований и производственных испытаний с решением следующих вопросов:
- определить оптимальные параметры и конструктивные формы распыливающего наконечника (диффузора);
- провести экспериментальные проверки теоретических предпосылок, а также лабораторные изыскания оптимальных параметров рабочих органов для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур;
- провести полевые исследования по изучению качества работы комбинированных агрегатов для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур;
- определить влияние применения гербицидов на засоренность посевов и посадок, урожайность и влияние на последующие сельскохозяйственные культуры.
В качестве выходных показателей на этапе лабораторно-полевых исследований ножевой бороны были приняты выходные факторы, учитывающие качество выполнения операции - неравномерность глубины заделки гербицидов hз и глубины обработки hо от агротехнических требований, выраженные в процентах. С помощью реализации многофакторного эксперимента плана Рехтшафнера были определены оптимальные значения факторов: х1 - скорость движения, м/с, х2 - угол атаки, град., х3 - радиус ножа бороны, мм.
Для построения математической модели процесса внесения гербицидов, стандартной и широкозахватной культиваторными лапами, а также сошником, был проведен многофакторный эксперимент, в котором для реализации исследований в области оптимума был выбран предельно насыщенный план второго порядка (план Рехтшафнера). Основные управляемые факторы, влияющие на равномерность распределения гербицидов: высота установки распылителя от поверхности почвы, х1 (мм), давление в системе, х2 (МПа), угол конуса распылителя, х3 (град). Критерием оптимизации в процессе проведения опыта, по которому оценивался процесс, являлась неравномерность распределения гербицидов по ширине захвата рабочего органа - Y (%).
При проведении лабораторно-полевых исследований руководствовались Методикой полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований Б.А. Доспехова, ГОСТом 20915-75 Сельскохозяйственная техника, методика определения условий испытаний, ОСТ 70.4.2-80 Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Программа и методика испытаний и ГОСТом 23730-88 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки и др.
В четвертой главе Результаты экспериментальных исследований представлены основные результаты лабораторных и полевых исследований и дан их анализ.
В ходе проведения экспериментов установлены зависимости влияния высоты установки распылителя от поверхности почвы (h=10; 20; 30 мм), угла конуса распылителя (=70; 100 и 130 град.) при различных значениях давления в системе (= 0,05; 0,15; 0,25 МПа), на распределение гербицидов по ширине распыла.
Результаты исследований показали эффективность использования диффузора с конусом, что позволяет сделать вывод об адекватности теоретических положений. Установлено, что гербициды распределяются равномернее по ширине захвата при давлении в системе МПа, диаметре выходного сечения мм, и оптимальными углами распыла диффузора являются Ц для сошников картофелесажалки, Ц для стандартных культиваторных лап, а Ц для широкозахватных лап.
В результате реализации трёхфакторного эксперимента плана Рехтшафнера получены уравнения регрессии (оптимизации параметров ножевой бороны) в кодированном виде
, (30)
(31)
Результаты расчетов уравнений (30) и (31) графически представлены в диссертации.
Для того, чтобы обеспечить минимальную неравномерность глубины заделки гербицидов hз при заданном уровне неравномерности глубины обработки hо (3,0 %), необходимо принять следующие оптимальные значения факторов: х1= - 1,0Е - 0,8 (м/с), х2= 0Е+ 0,2 (град.) и х3 = 0Е - 0,2 (мм). При этом неравномерности глубины заделки гербицидов hз составит 3,0 %, а глубины обработки hо = 3,0 %.
Получено уравнение регрессии (оптимизации параметров культиваторной лапы) в кодированном виде
(32)
Результаты расчетов уравнения (32) графически представлены в диссертации, из которых следует, что координаты центров поверхностей для равномерности распределения гербицидов по ширине культиваторной лапы находятся в точках х1 = 0,03, х2 = 0,02, х3= 0,01. Раскодировав значения параметров в оптимальной точке, получим, что высота установки распылителя от поверхности почвы х1 = 20,3 мм, давление в системе х2 = 0,152 МПа, а угол конуса распылителя х3 = 100,3 град. При этом оптимальное значение неравномерности распределения гербицидов культиваторной лапой в центре поверхности YN =3%.
Получено уравнение регрессии (оптимизации параметров сошника) в кодированном виде
(33)
Уравнение (33) было решено графическим методом получения двумерных сечений, которые представлены в диссертации.
При рассмотрении двумерного сечения поверхностей отклика по уравнению регрессии (33) координаты центров поверхностей для равномерности распределения гербицидов по ширине сошника картофелесажалки находятся в точках х1 = 0,06, х2 = 0,03, х3= -0,95. Раскодировав значения параметров в оптимальной точке, получим высота установки распылителя от поверхности почвы х1 = 20,3 мм, давление в системе х2 = 0,152 МПа, а угол конуса распылителя х3 = 71,5 град. При этом оптимальное значение неравномерности распределения гербицидов культиваторной лапой в центре поверхности YN =3%.
Таким образом, с помощью двумерных сечений были определены оптимальные значения факторов, наиболее влияющих на процесс распределения гербицидов ножевой бороной, культиваторной лапой и сошником картофелесажалки, обеспечивающим допустимую по техническим условиям неравномерность распределения не выше 20%.
Исследования комбинированного агрегата для одновременного внесения и заделки гербицидов с предпосевной обработкой почвы были проведены на лабораторно-полевой установке в сравнении с дисковой бороной, вследствие того, что оба орудия относятся к одному классу сельхозорудий - ротационным, не требующим активного привода.
Результаты исследований, проведенные ножевой бороной (рис. 16) при различных углах атаки батарей (при постоянной скорости - м/с), показали, что у ножевой бороны с увеличением угла атаки глубина обработки увеличивается в среднем на 32 мм., а глубина заделки гербицидов в почву находится в пределах 60-80 мм, что отвечает предъявляемым агротехническим требованиям.
Полученные уравнения и линии регрессии показывают, что увеличение угла атаки на 1 приводит к увеличению глубины обработки на 7,6 мм и глубины заделки на 5,6 мм. Кроме того, при установке ножевых батарей под углом препарат распределяется по слоям плотнее и равномернее. Это подтверждает теоретические исследования по определению качества распределения гербицидов в почве. Таким образом, область оптимума угла атаки ножевых батарей лежит в пределах .
Рисунок 16 - Изменение глубины обработки и заделки препарата в почву в зависимости от угла атаки ножевых батарей (при ) | Рисунок 17 - Изменение глубины обработки и заделки препарата в почву в зависимости от скорости движения ножевых батарей (при ) |
В процессе исследований установлено, что с увеличением скорости движения у ножевой бороны происходит выглубление рабочих органов, глубина обработки и глубина заделки препарата при этом несколько уменьшаются (рис. 17). С увеличением скорости движения агрегата на 1 м/с, глубина обработки уменьшается на 1,5 мм, а глубина заделки уменьшается на 6,8 мм. В результате исследований установлено, что оптимальной скоростью движения агрегата является м/с.
Результаты исследований ножевой и дисковой борон на крошение показали, что разделка почвы по фракциям значительно лучше у ножевой бороны, т. к. она обрабатывает почву на меньшую глубину и более активно воздействует на неё. На рабочих скоростях движения ножевой бороны, оторванные части почвы подбрасываются вверх и дополнительно дробятся набегающими ножами последующей батареи. При этом ножевая борона работает подобно почвенной фрезе, и крошение увеличивается.
В результате полевых исследований можно сделать вывод, что по выносу влаги на поверхность почвы (ножевых - 0,9 %, дисковых - 3,3 %) и крошению почвы ножевая борона эффективнее в сравнении с дисковой. Гребнистость поверхности почвы после прохода ножевых борон меньше чем у дисковых (у ножевых - 7,0 %, у дисковых - 12,4 %).
Проведенные экспериментальные исследования комбинированного агрегата показали эффективность совмещения операций внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы.
Исследования проводились в сравнении с принятой в хозяйствах республики технологии, т. е. поверхностное внесение гербицидов штанговыми опрыскивателями и заделка их в почву дисковыми боронами.
Засоренность посевов в контрольном варианте с раздельным внесением гербицидов и последующей заделкой их в почву дисковой бороной, в фазах 8-9 листьев и молочно-восковой спелости зерна, имеет высокий показатель и составляет соответственно на одном квадратном метре 24,3-19,4 всходов сорняков при общем весе сырой массы 51,7-50,8 гр. В опытном варианте, при совмещении внесения и заделки гербицидов в почву (внутрипочвенном внесении) комбинированной сеялкой, резко уменьшается засоренность посевов как в количественном 7,3-9,2 шт./м2, так и в весовом отношении 10,7-16,9 гр.
Уменьшение засоренности посевов кукурузы при внутрипочвенном внесении совместно с посевом способствовало увеличению среднего роста и веса растений кукурузы, массы 1000 зерен и ряда других показателей. Одним из важных преимуществ предлагаемой технологии является увеличение урожайности зерна в среднем на 2,6Е3,5 ц/га.
Как показали исследования, использование комбинированного агрегата при посадке картофеля обеспечивает выполнение поверхностного рыхления и механическое уничтожение сорняков, внутрипочвенное внесение гербицидов и посадку картофеля.
Наблюдения за развитием растений картофеля показали, что применение гербицидов не повлияло на прохождение фаз их развития (табл.).
Из таблицы видно, что при внесении гербицидов совместно с посадкой картофеля в дозе 0,7 кг/га, всходы появляются на 3-5 дней позже, а бутонизация и цветение наступило на 2-3 дня раньше, чем в остальных вариантах. Самые высокие и мощно развитые растения произрастали на делянках, где применялся гербицид в указанной дозе. Растения опытного варианта были на 40-52 мм и на 15 мм выше по сравнению с вариантами, соответственно, механизированным уходом без ручной прополки и с ручной прополкой.
Исследования также показали, что гербициды оказывают определенное влияние не только на рост и динамику ботвы, на количество стеблей и листьев на одном кусте картофеля (табл.).
Таблица - Развитие растений, высота и количество стеблей,
урожайность картофеля в зависимости от применения гербицидов
(данные 2009 года)
Варианты опыта | Доза гербицидов, кг/га | Дата посадки | Дата наступления фаз развития | Высота растений, мм | Среднее количество стеблей, шт | Средняя урожайность, ц/га | |||||
Появление всходов | Образование бутонов | Цветение | 20. 06 | 1. 07 | 10. 07 | 20. 07 | |||||
Механизированный уход (контроль 1) | 0 | 20.04 | 15.05 | 5. 07 | 15.07 | 269 | 454 | 644 | 741 | 6,3 | 146,5 |
Механизированный уход+ручная прополка (контроль 2) | 0 | 20.04 | 15.05 | 5. 07 | 15.07 | 294 | 477 | 752 | 785 | 8,0 | 160,9 |
Внесение гербицидов совместно с посадкой картофеля+механизированный уход (опыт) | 0,7 | 20.04 | 18.05 | 3. 07 | 13.07 | 309 | 513 | 760 | 793 | 8,9 | 169,5 |
Анализ данных показывает, что при использовании гербицидов совместно с посадкой картофеля (опыт) получена достоверная разность в урожайности. В среднем урожайность картофеля повысилась на 8,6 и 23,0 ц/га по сравнению соответственно с контролем 2 и контролем 1.
В пятой главе Технико-экономическая оценка эффективности использования предлагаемых технологий внесения гербицидов при возделывании сельскохозяйственных культур представлены результаты расчетов технико-экономической эффективности использования комбинированных агрегатов для внесения гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы, посевом и посадкой сельскохозяйственных культур.
Общий сравнительный анализ полученного материала показывает, что технико-экономическая эффективность применения комбинированного агрегата, обеспечивающего одновременное внесение и заделку гербицида с предпосевной обработкой почвы, в одном технологическом потоке в отличие от производственного варианта выше, и заключается он в сокращении числа проходов агрегата по полю, уменьшении засоренности посевов и увеличении урожайности. Хозяйственный анализ технико-экономической эффективности данной технологии показал, что в результате сокращения числа технологических операций уменьшаются затраты труда на 1,5-2 чел.-ч/га, экономятся горюче-смазочные материалы до 15-20 кг/га, повышается урожайность зерна на 8-12 ц/га, т.е. чистый дисконтированный доход за период эксплуатации (3 года) составляет 3915,90 тыс. руб. на площади 180 га.
Как показывает проведенный анализ, использование комбинированного агрегата для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы позволяет получать чистый прибыль 2356,38 тыс. руб. в год с 120 га..
При внутрипочвенном внесении гербицидов совместно с посадкой картофеля урожайность повысилась в среднем на 8,6-23,0 ц/га, а уровень рентабельности в среднем составил 124 - 136 %. При этом обеспечивается экономический эффект в размере 19,390 тыс. руб. с 190 гектаров.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Выращивание сельскохозяйственных культур в Республике Дагестан имеет свои особенности, хотя вопросы борьбы с сорной растительностью являются близкими с теми, которые имеются во многих регионах России. Наиболее эффективной борьбой с сорняками является использование гербицидов. Однако, несмотря на важность и актуальность этой проблемы, использование гербицидов широкого применения они ещё не получило. Целесообразным и экономически обоснованным является внесение гербицидов совместно с выполнением других агротехнических операций, с использованием усовершенствованных технологий и технических средств.
2. Выявлены и систематизированы факторы, обусловливающие рациональное ресурсосберегающее внесение гербицидов в почву, обеспечивающее наиболее полное удовлетворение требований агротехники, а именно:
а) внесение гербицидов совместно с предпосевной обработкой почвы при возделывании зерновых культур. Данная технология обеспечивает поверхностное внесение гербицидов с одновременной их заделкой ножевыми боронами и предпосевную подготовку почвы. Патент РФ №88909;
б) внесение гербицидов в почву совместно с широкорядным посевом (кукурузы). Предлагаемая технология обеспечивает внутрипочвенное внесение гербицидов и сплошную культивацию почвы. Патент РФ №86409;
в) внесение гербицидов в почву совместно с посадкой картофеля. Данная технология обеспечивает внутрипочвенное внесение гербицидов в междурядья и в сошники. Патент РФ №84178.
3. Выполнены теоретические исследования предложенных технологических процессов по внесению гербицидов в почву, отдельных устройств и рабочих органов:
а) установлено, что распределение гербицидов в почве, при предпосевном поверхностном внесении с одновременной заделкой их ножевыми боронами подчиняются законам теории вероятностей, причем по площади поля - по закону Пуассона, а по глубине - по нормальному закону (закону Гаусса). Получена комплексная математическая модель, адекватно описывающая качество распределения гербицидов в почве, а, следовательно, наиболее полно отражающая степень совершенства технологии и технических средств;
б) исследовано движение частицы почвы, сходящей с рабочего органа ножевой бороны, позволяющее получить продольное и поперечное их перемещение, в зависимости угла атаки батарей, поступательной скорости, радиуса ножа, глубины обработки почвы;
в) получена математическая модель траектории движения частицы почвы, сошедшей с направляющей пластины с учетом сопротивления воздуха, позволяющая определить дальность и время полета.
4. Установлено, что диффузорные распыливающие наконечники имеют более высокую эффективность по сравнению со щелевидными, причем для более эффективной работы на выходе каждого из них предлагается устанавливать конус с криволинейными образующими (Патент РФ №86409).
Получены оптимальные значения диффузорных наконечников: высота установки распылителя от поверхности почвы мм; давление в системе МПа; диаметр отверстия диффузора мм; углы конуса распылителя: - для сошников картофелесажалки, - для стандартных стрельчатых лап (мм), - для широкозахватных лап (мм).
5. Лабораторно-полевые исследования выявили преимущество ротационных борон с ножевыми рабочими органами, у которых с увеличением угла атаки уменьшается количество незаделанного в почву препарата, причем это уменьшение находится в пределах 2,0Е12,5 % по сравнению с дисковыми. При угле атаки равном глубина заделки гербицидов находится в пределах 50Е70 мм, что отвечает требованиям агротехники. Вынос влажных слоев почвы на поверхность у ножевых борон меньше на 2,4 % (ножевых - 0,9, дисковых - 3,3 %). Равномерность распределения гербицидов в почве и крошение почвы у ножевых борон лучше, чем у дисковых. Гребнистость почвы после прохода ножевых борон составило - 7,0, у дисковых - 12,4 %.
6. В результате внедрения усовершенствованных технологий и технических средств достигается значительное ресурсосбережение: сокращаются потери гербицидов на 40 %, снижаются затраты труда в 1,3-2,1 раза; уменьшается уплотнение почвы в предпосевной период; сохраняется экология окружающей среды и улучшаются санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала.
При использовании комбинированного агрегата для предпосевной обработки почвы с одновременным с внесением и заделкой гербицидов в почву затраты труда уменьшаются (с 179,9 чел.-ч. до 90,3ачел.-ч.), себестоимость защитных мероприятий снижается на 23,74 тыс. руб.; повышается урожайность зерна на 8-12 ц/га. т.е. чистый дисконтированный доход за период эксплуатации (3 года) составляет 3915,90 тыс. руб. на площади 180 га; срок окупаемости составляет 0,36 года.
Использование комбинированного агрегата для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно посевом кукурузы позволяет снизить эксплуатационные затраты на 6,1 тыс. руб., а затраты труда на 49,8 чел.-ч., получать чистый дисконтированный доход за период эксплуатации (3 года) 3860,00 тыс. руб., при средней урожайности 39,2 ц/га. При этом срок окупаемости агрегата составляет 0,47 года.
При внутрипочвенном внесении гербицидов совместно с посадкой урожайность картофеля повышается в среднем на 19,4-23,0 ц/га, а уровень рентабельности в среднем составляет 124 - 136%. При этом чистый дисконтированный доход за период эксплуатации составляет 39866,57 тыс. руб., а срок окупаемости капиталовложений 0,53 года.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
а) в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Байбулатов Т.С. Комбинированный агрегат для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы / Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2001. - С. 31-32.
2. Байбулатов Т.С. Обоснование траектории движения частицы почвы, сходящей с крыла стрельчатой лапы / С.А. Ивженко, Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // Техника в сельском хозяйстве. - 2002. - №4. - С. 32-33.
3. Байбулатов Т.С. Обоснование траектории движения частицы жидкости, выходящих из распылителя / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов // Техника в сельском хозяйстве. - 2006. - № 2. - С. 13-14.
4. Байбулатов Т.С. Теоретическое обоснование конструкции диффузорного распыливающего наконечника / Т.С. Байбулатов, М.П. Золотарев, М.Г. Магомедов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - № 9. - С. 4-5.
5. Байбулатов Т.С. Исследования дисковой и ножевой борон при предпосевной обработке почвы с внесением гербицидов / Т.С. Байбулатов, О.К. Мухуев, Ш.М. Маазов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 12. - С. 16-17.
6. Байбулатов Т.С. Исследование движения частицы почвы при сходе с крыла широкозахватной лапы / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.П. Золотарев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 6. - С. 33.
7. Байбулатов Т.С. Параметры процесса внутрипочвенного внесения раствора гербицидов / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.П. Золотарев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 11. - С. 13-14.
8. Байбулатов Т.С. Ротационная ножевая борона / Т.С. Байбулатов, М.П. Золотарев, О.К. Мухуев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 12. - С. 20-21.
9. Байбулатов Т.С. Теоретические основы исследования качества и равномерности распределения гербицидов в почве / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов // Вестник Мичуринского ГАУ - 2010. - №1. - С. 52- 55.
10. Байбулатов Т.С. Определение зоны воздействия гербицидов при подпочвенном их внесении / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, А.В. Перетятько // Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова. - 2010. - №8. - С. 38-39.
11. Байбулатов Т.С. Совершенствование механизации предпосевного внесения гербицидов в почву / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, А.В. Перетятько // Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова. - 2010. - №8. - С. 40-41.
12 . Байбулатов Т.С. Комбинированный агрегат для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно c посадкой картофеля / Т.С. Байбулатов, С.А. Ивженко, А.В. Перетятько // Сельский механизатор. - 2010. - №8. - С. 18-19.
13. Байбулатов Т.С. Две операции за один проход / Т.С. Байбулатов // Сельский механизатор. - 2011. - №2. - С. 7.
14. Байбулатов Т.С. Комбинированный агрегат для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы / Т.С. Байбулатов // Достижения науки и техники АПК. - 2011. - №2. - С. 70-72.
15. Байбулатов Т.С. Результаты исследований комбинированного агрегата / Т.С. Байбулатов, С.А. Сулейманов, М.Г. Абдулнатипов // Проблемы развития АПК региона. - Махачкала, 2011. - № 2. - С. 51-53.
б) в патентах РФ на изобретение и полезные модели:
16. Патент №2340150 RU. МПК. Сошник. / Ивженко С.А., Байбулатов Т.С., Ивженко А.С., Кунташов А.М. ЦА01 С 7/20. Опубликовано: 10.12.2008, Бюл. №34.
17. Патент на полезную модель №84178 RU. МПК. Почвообрабатывающий посадочный агрегат. / Байбулатов Т.С, Ивженко С.А., Маазов Ш.М. - А01 В 49/06. Опубликовано: 10.07.2009, Бюл. №19.
18. Патент на полезную модель №86409 RU. Сошник для внесения гербицидов. / Ивженко С.А., Байбулатов Т.С., Перетятько А.В., Дзюбан И.А. Опубликовано: 10.09. 2009, Бюл. №25.
19. Патент на полезную модель №88909 RU. Штанговый опрыскиватель для внесения гербицидов в почву. / Ивженко С.А., Байбулатов Т.С., Перетятько А.В., Гаджиев И.А. Опубликовано: 27.11.2009, Бюл. №33.
в) в других изданиях:
20. Байбулатов Т.С. Повышение эффективности в борьбе с сорняками / Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // Роль научного обеспечения в реформировании АПК: тезисы докл. научн. конф. молодых ученых. - С.Пб., 2000. - С. 96-97.
21. Байбулатов Т.С. Охрана экологии - важный фактор при внесении гербицидов в почву / Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // Экология и гуманизм: материалы второй межд. науч.-практ. конф. - С.Пб., 2000. - С. 37.
22. Байбулатов Т.С. Повышение эффективности использования гербицидов и снижение их влияния на окружающую среду / Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // Проблемы сохранения, рационального использования и воспроизводства природно-ресурсного потенциала Республики Дагестан: материалы респ. науч-практ. конф. - Махачкала, 2001. - С. 99-100.
23. Байбулатов Т.С. Экономическая эффективность использования комбинированного агрегата при возделывании кукурузы / Т.С. Байбулатов // Проблемы развития сельского хозяйства и его рационального налогообложения: материалы респ. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2001. - С. 140-141.
24. Байбулатов Т.С. Совершенствование технологии внесения гербицидов при возделывании кукурузы / Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // ВУЗ и АПК: задачи, проблемы и пути решения: сб. науч. трудов межрегион. юбилейной науч.-практ. конф. посвященной 70-летию ДГСХА. - Махачкала, 2002. - С. 397-399.
25. Байбулатов Т.С. Рабочий орган для внутрипочвенного внесения гербицидов / Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // Ученые ДГСХА - АПК Республики Дагестан: научные разработки, рекомендуемые к внедрению. - Махачкала, 2002. - С. 56.
26. Байбулатов Т.С. Технико-экономическая оценка эффективности использования новой технологии и технических средств для внесения гербицидов / Т.С. Байбулатов, Б.А. Дукаева, А.А. Сулейманова // Современные проблемы развития регионального АПК: материалы межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2003. - С. 140-143.
27. Байбулатов Т.С. Новое в технологии внесения гербицидов при возделывании кукурузы в условиях Дагестана / Т.С. Байбулатов // Аграрная научная Россия в новом тысячелетии: материалы науч. конф. молодых ученых ЮФО с.-х. ВУЗов. - Краснодар, 2003. - С. 7-9.
28. Байбулатов Т.С. Механизация внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов // Материалы науч.-практ. конф. проф.-преп. состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2003г. - Саратов, 2004. - С. 44.
29. Байбулатов Т.С. Обоснование существующих технологий и технических средств применяемых для внесения гербицидов на посевах кукурузы / Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов, О.К. Мухуев, М.Г. Магомедов // Современные проблемы механизации сельскохозяйственного процесса: материалы респ. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2004. - С . 39-42.
30. Байбулатов Т.С. Сошник / С.А. Ивженко, Б.И. Шихсаидов, Т.С. Байбулатов // Сельскохозяйственные машины, агрегаты и орудия. Контрольно-измерительные устройства: каталог. - Махачкала, 2004. - С. 62-63.
31. Байбулатов Т.С. Почвообрабатывающе-посевной агрегат / Б.И. Шихсаидов, И.Б. Магарамов, Т.С. Байбулатов // Сельскохозяйственные машины, агрегаты и орудия. Контрольно-измерительные устройства: каталог. - Махачкала, 2004. - С. 65-66.
32. Байбулатов Т.С. Комбинированный рабочий орган для плоскорезно-чизельной обработки почвы / Б.И. Шихсаидов, М.Б. Халилов, Т.С. Байбулатов // Сельскохозяйственные машины, агрегаты и орудия. Контрольно-измеритель-ные устройства: каталог. - Махачкала, 2004. - С. 64-65.
33. Байбулатов Т.С. Повышение эффективности использования машин для химической защиты растений / Т.С. Байбулатов, О.К. Мухуев, М.Г. Магомедов // Экономическое и социальное развитие регионального АПК: материалы межрег. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2005. ЦС. 172-174.
34. Байбулатов Т.С. Обоснование рабочих органов машин для заделки ядохимикатов в почву с ее предпосевной обработкой при возделывании кукурузы / Т.С. Байбулатов, О.К. Мухуев // Молодые ученые - АПК республики Дагестан: сб. материалов рег. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2005. - С. 278-282.
35. Байбулатов Т.С. Обоснование способов борьбы с сорной растительностью на посевах сельскохозяйственных культур / Т.С. Байбулатов, Ш.М. Маазов // Молодые ученые - АПК республики Дагестан: сб. материалов рег. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2005. - С. 282-285.
36. Байбулатов Т.С. Обоснование расхода раствора гербицидов через распыливающие наконечники / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов // Современные проблемы механизации сельскохозяйственного производства: материалы межрег. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2006. - С. 32-35.
37. Байбулатов Т.С. Анализ комбинированных агрегатов, применяемых для поверхностного внесения гербицидов / Т.С. Байбулатов, О.К. Мухуев, М.Г. Магомедов, Ш.М. Маазов // Основные проблемы, тенденции и перспективы устойчивого развития сельскохозяйственного производства: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2006. - С. 118-120.
38. Байбулатов Т.С. Комбинированные агрегаты для внутрипочвенного внесения гербицидов / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.Г. Магомедов // Основные проблемы, тенденции и перспективы устойчивого развития сельскохозяйственного производства: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2006. - С . 122-124.
39. Байбулатов Т.С. Совершенствование технологии посадки картофеля с одновременным внесением ядохимикатов / М.П. Золотарев, Т.С. Байбулатов, Ш.М. Маазов // Основные проблемы, тенденции и перспективы устойчивого развития сельскохозяйственного производства: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2006. - С. 130-131.
40. Байбулатов Т.С. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат / Т.С. Байбулатов // Наука - агропромышленному производству: каталог научно-технических разработок, предлагаемых для освоения в агропромышленном производстве республики Дагестан. - Махачкала: Минсельхоз РД, 2006. - С.46.
41. Байбулатов Т.С. Анализ различных технологий возделывания картофеля / Т.С. Байбулатов, Ш.М. Маазов // Молодые ученые - вклад в реализацию национального проекта Развитие АПК: сб. материалов рег. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых ЮФО. - Махачкала, 2007. - С. 304-307.
42. Байбулатов Т.С. Комбинированный рабочий орган / Т.С. Байбулатов, М.Г. Магомедов // Молодые ученые - вклад в реализацию национального проекта Развитие АПК: сб. материалов рег. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых ЮФО. - Махачкала, 2007. - С. 313-315.
43. Байбулатов Т.С. Влияние сорных растений на количество и качество урожая картофеля / Т.С. Байбулатов, Ш.М. Маазов // Образование, наука, инновационный бизнес-сельскому хозяйству региона, посвященную 75-летнему юбилею ФГОУ ВПО Дагестанская ГСХА: сб. науч. статей Всеросс. науч.-прак. конф. - Махачкала, 2007. - С. 177-178.
44. Байбулатов Т.С. Результаты лабораторных исследований распыливающего наконечника / Т.С. Байбулатов // Перспективы развития агропромышленного комплекса России: материалы Всеросс. науч.-практ. конф. - М., 2008. - Часть 1, С. 4-5.
45. Байбулатов Т.С. Теоретическое обоснование технологии внутрипочвенного внесения гербицидов / Т.С. Байбулатов // Перспективы развития агропромышленного комплекса России: материалы Всеросс. науч.-практ. конф. - М., 2008. - Часть 1, С. 5-8.
46. Байбулатов Т.С. Совершенствование технологии внесения гербицидов совместно с посевом кукурузы в условиях Республики Дагестан / Т.С. Байбулатов, Т.С. Астарханова, Р.К. Камилов // Монография. - Махачкала, 2009.
47. Байбулатов Т.С. Технико-экономическая оценка эффективности применения комбинированного агрегата для внутрипочвенного внесения гербицидов совместно с посадкой картофеля / Т.С. Байбулатов, Ш.М. Маазов // Проблемы развития региональной экономики в современных условиях: сб. материалов рег. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2009. - С. 84-89.
48. Байбулатов Т.С. Вредоносность сорных растений на посевах сельскохозяйственных культур / Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов // Современные проблемы и перспективы развития аграрной науки, посвященной 65-летию Победы в ВОВ: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2010. - С. 195-197.
49. Байбулатов Т.С. Систематизация факторов, влияющих на ресурсосбережение при внесении гербицидов в почву / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов // Проблемы развития АПК региона. - Махачкала, 2010. - № 1. - С. 78-80.
50. Байбулатов Т.С. Анализ способов борьбы с сорными растениями / М.Г. Абдулнатипов, Т.С. Байбулатов // Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки, посвященной 85-летию со дня рождения члена-корреспондента РАСХН, д.в.н., профессора Джамбулатова М.М.: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2010. - С. 432-434.
51. Байбулатов Т.С. Анализ рабочих органов для заделки ядохимикатов в почву с ее предпосевной обработкой / М.Г. Абдулнатипов, Т.С. Байбулатов // Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки, посвященной 85-летию со дня рождения члена-корреспондента РАСХН, д.в.н., профессора Джамбулатова М.М.: сб. статей межд. науч.-практ. конф. - Махачкала, 2010. - С. 435-437.
52. Байбулатов Т.С. Обоснование траектории движения частицы почвы ножевым рабочим органом / С.А. Ивженко, Т.С. Байбулатов, М.Г. Абдулнатипов // Научное обозрение. - М., 2011. - № 1. - С. 20-23.
Подписано в печать 06.09.11г. Формат 60х84 1/16
Бумага офсетная Усл. П.л. 2,0 Тираж 100 экз. Зак. №66
Размножено в типографии ИП Магомедалиева С.А.
Г. Махачкала, ул. Гаджиева, 176
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям