В статье показана эффективность применения технологии внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений (ЖОУ), которая является перспективной и способствует лучшему размещению их в почве, расширению зоны и периода их действия и сохранению окружающей среды. Для реализации данной технологии предлагается использовать культиваторные лапы, под крыльями которых установлены распыливающие наконечники. Технологический процесс заключается в следующем: при движении культиваторной лапы слой почвы подрезается и временно поднимается, куда в этот момент впрыскивается раствор ЖОУ, после чего поднятый слой почвы опускается, насыщаясь распыленным раствором удобрений и закрывая его собой сверху. Теоретически обоснована траектория движения почвенной частицы, сходящей с крыла лапы, с учетом сопротивления воздуха и дополнительно установленной направляющей пластины при внутрипочвенном внесении жидких органических удобрений. Определены уравнения движения или математическая модель движения траектории движения частицы почвы, сошедшей с направляющей пластины, с учетом сопротивления воздуха. Полученные уравнения характеризуют величину зоны воздействия ЖОУ на почву при их подаче под поднятый слой почвы, по которым можем определить необходимые значения и параметры внесения жидких удобрений, которые обеспечат качественное и равномерное их распределение во временно незаполненной почвой зоне.
Применяемые на практике способы освоения склонов под плодовые культуры имеют существенные недостатки: низкий коэффициент использования площади и нарушение гумусового слоя почвы, что приводит к усилению процессов водной и ветровой эрозии. Строительство ступенчатых террас сопряжено с низким коэффициентом использования склоновых земель и требует значительных единовременных капиталовложений. В связи с этим разработка нового типа террас, обеспечивающего противоэрозионное устройство территорий в предгорных и горных садовых агроландшафтах и увеличение коэффициента использования склона, является актуальной в условиях Центральной части Северного Кавказа. Цель исследования - разработка новой конструкции террасы, обеспечивающей противоэрозионное устройство территорий в предгорных и горных садовых агроландшафтах и увеличение коэффициента использования склона. Объект исследования - новая конструкция террасы. При проведении исследований использовались методы физического моделирования. В ходе исследований проанализированы особенности наиболее применяемых конструкций террас, выявлены их недостатки и разработан новый способ устройства террас, имеющий технологические и конструктивные отличия. Сложившаяся конструкция ступенчатых террас с четырьмя элементами упрощается до двух полотна с заданным профилем и выемочно-насыпным откосом с единовыпрямленным профилем, задерняемым ускоренно. Установлено, что при нарезке по счету седьмой террасы экономится площадь для дополнительной террасы с шириной полотна 5 м на склоне крутизной 14-16°. В пересчете на гектар террасированного склона полученная дополнительная площадь полотна достаточна для возделывания 100 плодовых деревьев, посаженных интенсивно по схеме 5×2 м.
Современные мировые тенденции производства экологически чистой продукции требуют отказа от химических средств борьбы с сорняками. Рабочие органы почвообрабатывающих машин не обеспечивают рациональное влияние на почву с точки зрения агрономической науки и экологических требований. Поэтому для совершенствования процессов обработки почв необходим комплексный подход к вопросам уменьшения разрушения рабочими органами машин и орудий структуры почвы и разработки технологических процессов, обеспечивающих оптимизацию его агрофизических свойств. Цель работы - исследовать процесс воздействия рабочего органа плоскорезной лапы модернизированного плоскореза на корни сорных растений и пожнивные остатки и обосновать его геометрические параметры. Исследования базируются на методах физического и математического моделирования. В результате проведенных исследований установлено, что модернизированный рабочий орган предлагаемого плоскореза имеет очевидные преимущества перед существующими. В результате действия модернизированного рабочего органа на слой почвы при повышенных скоростях вследствие применения криволинейного профиля абсолютная скорость его движения выше, что приводит к более интенсивному смятию, подрезанию и измельчению слоя почвы. В процессе работы модернизированного рабочего органа наблюдается более интенсивное срезание сорняков. Обработка модернизированным плоскорезом обусловила значительное угнетение растений, проросших как из нижних, так и из верхних слоев почвы. При этом из верхнего слоя проросло меньше растений, чем на контроле и с применением серийного плоскореза, в 1,2 и в 2 раза соответственно. Продуктивность кормовых угодий по скошенной массе трав увеличивается на 20-25%, а по массе поедаемых скошенных трав в 2,5-6,7 раза. Увеличение угла наклона лап предотвращает смещение почвы в стороны и возникновение гребней. Также вследствие этого происходит более интенсивная самоочистка лап от налипшей почвы и растительных остатков.
Эффективность технологии точного земледелия так же, как и традиционных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, часто зависит от своевременного решения вопросов по снижению влияния негативных природно-климатических факторов на технико-эксплуатационные показатели и агротехническое качество технологических операций. К негативным факторам, сказывающимся на качестве операций по обработке почв, уходу за растениями и уборке сельскохозяйственных культур в условиях горного и предгорного земледелия, относятся неоднородность почвы по физикомеханическому составу и засоренность обрабатываемых полей камнями. Предложенные в исследовании технология и методика могут способствовать снижению затрат труда и времени на мониторинг каменистости полей. Альтернативой применения связи GPS для определения координат может явиться применение инерциальных датчиков, обеспечивающих повышение частоты измерений по сравнению с GPS и камерами (технологиями SLIM) до 400 Гц и более, что на порядок выше частоты видеокадров 30 Гц. Однако их применение требует расчета результатов в неподвижной системе координат с интегрированием по времени, при котором накапливаются ошибки измерений (дрейф) - чем дольше период измерения, тем больше итоговая ошибка в следующий момент времени, поэтому в идеале целесообразно совместное применение GPS вместе с инерциальными датчиками.
Отвальная вспашка является неотъемлемым элементом большинства технологий возделывания полевых сельскохозяйственных культур, а также плодовых насаждений. Вспашка является одной из самых трудоемких и энергоемких операций. В структуре энергозатрат она занимает до 40%. Поэтому снижение расхода топлива при вспашке является актуальной задачей. На основании анализа научно-технической информации и поисковых исследований авторами было сделано следующее предположение: установка на лезвиях плужного корпуса и предплужника дополнительных рабочих элементов в форме тетраэдра должно снизить тяговое сопротивление плуга, а соответственно, и расход топлива. Модернизирован был плуг ПНУ-5-35. Для опытной проверки этого предположения были изготовлены тетраэдры - по три на каждый лемех корпуса плуга и по два на каждый предплужник. Тетраэдры расположены с шагом, предотвращающим забивание почвы и растительных остатков между ними. Экспериментально подтверждено, что установка на лезвиях лемехов корпуса плуга и предплужников дополнительных рабочих элементов в форме тетраэдров снижает расход топлива. Наименьший расход топлива при вспашке на глубину 23-25 см пахотным агрегатом в составе трактора T-150K и модернизированного плуга ПНУ-5-35 достигается при скорости движения агрегата 7,4 км/ч, длине тетраэдров 0,094 м и шаге их расстановки 0,123 м. По сравнению с контролем (трактор T-l50K и заводской плуг ПНУ-5-35), удельный расход топлива снизился на 3,4 л/га и составил 36,2 л/га. Установлена область рациональных параметров, при которых расход топлива составляет меньше 37 л/га: скорость пахотного агрегата 6,4-8,3 км/ч, длина тетраэдров 0,084-0,104 м, шаг расстановки тетраэдров 0,105-0,140 м.
Механическая обработка почвы наряду с системой севооборотов, удобрения, защиты посевов от сорняков, вредителей и болезней является одним из важнейших звеньев любой системы земледелия. Во все времена обработка почвы была и остается одним из наиболее энергоемких и дорогих процессов в земледелии. По разным подсчетам сегодня в среднем на него приходится 40% энергетических и 25% трудовых затрат общего объема полевых работ. Современные требования к почвообрабатывающим орудиям требуют создания их на базе технологий, предусматривающих максимальную адаптацию к технологическому процессу с учетом конкретных почвенно-климатических условий работы. Основная цель при этом состоит в обеспечении необходимых показателей качества разрыхления, под которыми, прежде всего, понимают получение почвенных агрегатов определенного размера и улучшение технико-экономических результатов работы. Обеспечить получение на проектном этапе с достаточной долей вероятности именно необходимого размера агрегатов возможно при условии максимально полно разработанной математической модели взаимодействия рабочей поверхности орудия с обрабатываемой средой. Это, прежде всего, предполагает наличие математических моделей почвы и самого рабочего органа. Исследования базируются на методах физического и математического моделирования, сравнения. В качестве объекта исследования использовано плужное почвообрабатывающее орудие. Результаты расчетов параметров процесса взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих орудий с почвой обработаны с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA-5.0». В результате проведенного исследования установлена зависимость перемещения носка лемеха от начала движения до момента откалывания призмы почвы от характеристик обрабатываемой почвы и параметров рабочего органа почвообрабатывающего орудия.