Повышение эффективности электрического метода уничтожения сорной растительности

• Автор: Елисеев, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 243 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОРНЫЕ РАСТЕНИЯ, СПОСОБЫ ИХ УНИЧТОЖЕНИЯ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Сорные растения и необходимость борьбы с ними
1.2 Существующие способы борьбы с сорными растениями
1.3 Уничтожение сорняков с помощью электрической энергии
1.4 Цель и задачи исследования
2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ КАК ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.1 Электропроводные свойства и параметры сорных растений
2.1.1 Реакция растительной ткани на ступенчатое электрическое воздействие
2.1.2 Электрическая схема замещения растительной ткани
2.1.3 Оценка значений сопротивлений протоплазмы, межклетника и мембраны
2.1.4 Оценка емкостных свойств растительной ткани
2.1.5 Динамика изменения электропроводных свойств растительной ткани при повреждении электрическим током
2.2 Методы оценки эффективности электрического повреждения сорных растений
2.2.1 Оценка электрического повреждения по частот ным характеристикам растительной ткани
2.2.2 Оценка электрического повреждения растительной ткани по параметрах! схемы замещения
2.2.3 Степень повреждения растительной ткани в различных стрессовых состояниях
2.2.4 Оценка электрического повреждения во время электрической обработки
2.2.4.1 Оценка электрического повреждения по коэффициенту поляризации
2.2.5.2 Оценка электрического повреждения по совпадению формы импульса тока и напряжения
Выводы
3 ПРИЁМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УНИЧТОЖЕНИЯ СОРНЯКОВ
3.1 Секционирование электродной системы электропрополыцика
3.1.1 Общие требования, предъявляемые к электродной системе электропрополыциков
3.1.2 Возможные варианты подведения электрической энергии к сорным растениям
3.1.3 Переходное сопротивление электрод - стебель
3.1.4 Секционирование рабочих электродов
3.1.5 Вероятность контактирования сорняков с электродной системой
3.1.6 Математическая модель расположения стеблевой части растения в предэлектродной зоне
3.1.7 Определение длины секции электродной системы
3.2 Системы контроля состояния растительной ткани и распределения электрической энергии

3.2.1 Функциональная схема электропрополыцика с системой контроля состояния растительной ткани
3.2.2 Функциональная схема электропрополыцика с системами контроля состояния растительной ткани и распределения электрической энергии
3.2.3 Система контроля состояния растительной ткани
Выводы
4 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Схема проведения исследований
4.2 Методика исследований биометрических показателей сорняков
4.3 Методика исследований электропроводных свойств сорняков

4.3.1 Экспериментальная установка
4.3.1 Измерение и обработка осциллограмм тока и напряжения
4.4 Математическое моделирование процесса электрической прополки
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ПРИЁМОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОПОЛКИ
5.1 Оценка снижения потерь урожая и экономии топлива от использования приёмов повышения эффективности электропрополки
5.2 Годовая прибыль от внедрения приёмов повышения эффективности электродрополыциков
5.3 Технико-экономические показатели от использования приёмов повышения эффективности электропрополки
5.3.1 Норма прибыли
5.3.2 Срок окупаемости и восстановление инвестированных средств
5.3.3 Внутренняя норма доходности
Выводы
Общие выводы
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
Приложение В
Приложение С
Приложение И
ПриложениеЕ
Приложение Е

ВВЕДЕНИЕ
Проблемы современного земледелия в основном заключаются в недостаточной эффективности используемых приёмов, направленных на получение хорошего урожая при заданных внешних экономических и экологических условиях. В связи с эволюционным развитием появляются новые виды сорняков, которые в конкурентной борьбе с культурными растениями
> ( I
создают все условия для существования только своего вида за счёт биологического подавления других. За всю свою многовековую историю человек, применяя к сорнякам истребительные меры, развивал и продолжает развивать их живучесть и сопротивляемость ко многим угнетающим факторам. В связи с этим появились новые виды сорняков, устойчивые даже к сильным ядам и гербицидам. Свидетельством увеличения сопротивляемости сорных растений является появление целой классификации сорняков по виду резистивности. Натиск эволюционного развития сорных растений соизмерим с темпами совершенствования технологий по их уничтожению, а в некоторых случаях — превосходит их. Некоторые виды сорняков вообще являются трудноискоренимыми.
Используемые механические способы борьбы с сорной растительностью являются-’ самыми“ энергоёмкими,“-так “как“ за—счёт“ высокого- тягового сопротивления сельскохозяйственных орудий они имеют самый большой расход топлива. Многократное использование операций лущения или вспашки приводит к уплотнению почвы и снижению урожая.
Использование химических способов способствует развитию гербицидной резистивности сорняков, загрязняет почву и грунтовые воды, приводит к увеличению концентрации ядов в продукции растениеводства, а следовательно — в организме животных и людей.
Одним из самых перспективных направлений по уничтожению сорной и нежелательной растительности является использование для этих целей электрической энергии. Во многих зарубежных странах и в России эти технологии используют для уничтожения сорняков с помощью мобильных и стационарных агрегатов. Экологическая чистота использования электрического

Неравенство (2.12) является справедливым только для живой ткани [26,160,136,6]. При повреждении растения каким-либо внешним воздействием параметры её схемы замещения изменяются таким образом, что приведённое выше неравенство нарушается. Характер изменения параметров схемы Швана при гибели растения пока ещё не достаточно изучен, что является одним из самых больших затруднений для определения оптимальных характеристик электропрополыцика [160,112,119]. Исследование этих параметров в процессе электрической обработки затруднено отсутствием точной методики их расчёта по имеющимся внешним характеристикам. Но на основании экспериментально установленных закономерностей [26,160,136,119,6], можно с некоторым приближением оценить их взаимное отношение друг к другу.
В качестве исходных данных достаточно иметь информацию о входном сопротивлении растения на нулевой и теоретически бесконечно большой частотах. Эти сведения можно получить с помощью осциллограмм тока и напряжения по формулам (В. 10, В.И), приведённым в приложении В. При этом импульсы напряжения источника питания должны иметь П-образную форму [26,160,136] :
Осциллограмма напряжения Осциллограмма тока
Рисунок 2.6 - Осциллограммы напряжения и тока, протекающего через сорняк.
Установлено, что оценка жизнеспособности растительной ткани численно может оцениваться коэффициентом поляризации [136]:
к _ (+)'(+) _ у | (/)(/;) (2 13)
" Я„ (Я,+Я2+Я3)Я1 1 + Я2/Я, + Я]/Я,