Повышение качества противоэрозионной обработки почвы на склоновых землях совершенствованием технологического процесса и технических средств

• Автор: Соколов, Николай Михайлович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 344 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертационная работа изложена на 294 страницах, состоит из введения, 6 разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 216 наименований и приложения. Диссертация содержит 101 рисунок и 31 таблицу.
Ключевые слова: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС,
ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЙ СПОСОБ, ОБРАБОТКА ПОЧВЫ, ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЕ ОРУДИЯ, ПОЖНИВНЫЕ ОСТАТКИ, ГРЕБНЕКУЛИСНАЯ ОБРАБОТКА, ГРЕБНЕ-СТЕРНЕВБ1Е КУЛИСЫ, ПРОТИВОЭРОЗИОННОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ПОВЕРХНОСТНЫЙ СТОК ВОДЫ, СМЫВ ПОЧВЫ, ЭРОЗИЯ.
В диссертации проведен анализ природно-климатических условий зоны Поволжья, используемых агротехнологий и конструкций почвообрабатывающих орудий применяемых на склоновых землях, обоснована актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследований.
Разработан новый способ противоэрозионной обработки почвы, конструктивно-технологические схемы и конструкции
почвообрабатывающих орудий для выполнения отвальной, безотвальной и мелкой гребнекулисной обработки в эрозионно-опасных условиях, получена математическая модель инфильтрации воды в почву, теоретические зависимости для определения основных параметров противоэрозионных приспособлений и тягового сопротивления разработанных почвообрабатывающих орудий.
Экспериментально установлена зависимость влияния конструктивнорежимных параметров орудий на формирование гребне-стерневых кулис. Определено влияние технологических параметров создаваемых кулис на агроэкологические показатели. Получена агротехническая, энергетическая и эксплуатационно-технологическая оценка разработанных технических средств.
Приведены результаты производственных испытаний, а так же агроэкологическая и экономическая оценка нового способа и технических средств для его выполнения.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования
1.1. Особенности природно-климатических условий зоны Поволжья
1.2. Анализ и обобщение результатов исследований по
изучению способов основной обработки почвы на склоновых землях
1.2.1. Применяемые способы безотвальной обработки почвы на склоновых землях и средства механизации
1.2.2. Опыт применения нулевой обработки почвы на склоновых землях
1.2.3. Применяемые способы отвальной обработки почвы на склоновых землях и средства механизации для их выполнения
1.2.4. Способы обработки и защиты от эрозии паровых полей
1.3. Выводы, цель и задачи
2. Разработка противоэрозионных способов основной обработки почвы на склоновых землях и особенности их применения
2.1. Основные факторы, влияющие на эрозионные процессы
2.2. Принципиальные решения по снижению эрозионных процессов и накоплению атмосферных осадков
2.3. Обоснование нового противоэрозионного способа основной обработки почвы на склоновых землях
2.3.1. Отвальная гребнекулисная обработка почвы
2.3.2. Безотвальная гребнекулисная обработка почвы
2.3.3. Мелкая гребнекулисная обработка почвы
2.3.4. Противоэрозионная обработка почвы на паровых полях
2.4. Выводы
3. Теоретические исследования разработанного способа и

средств механизации снижения эрозии и повышения влагонакопления на склоновых землях
3.1. Математическая модель инфильтрации воды в неоднородной среде
3.1.1. Общая постановка задачи
3.1.2. Решение модельной задачи
3.1.3. Асимптотическая оценка модуля скорости инфильтрации
3.2. Теоретические основы совершенствования технических средств для основной противоэрозионной обработки почвы
3.2.1. Обоснование схемы и определение основных конструктивных параметров противоэрозионного приспособления
3.2.2 Теоретическое исследование процесса создания гребнестерневых кулис на склоновых землях
3.3. Теоретические основы совершенствования технических средств для основной противоэрозионной обработки почвы на склоновых землях
3.3.1. Обоснование схемы почвообрабатывающего орудия для отвальной гребнекулисной обработки почвы
3.3.1.1. Определение тягового сопротивления орудия
для отвальной гребнекулисной обработки почвы
3.3.2. Обоснование схемы почвообрабатывающего орудия для безотвальной гребнекулисной обработки почвы
3.3.2.1. Определение тягового сопротивления орудия для безотвальной гребнекулисной обработки почвы
3.3.3. Обоснование схемы почвообрабатывающего орудия для мелкой гребнекулисной обработки почвы
3.4. Выводы

Плоскорезы-глубокорыхлители
Плоскорезы - глубокорыхлители применяются для безотвальной обработки почв на глубину до 35 см с сохранением на поверхности пашни максимального количества пожнивных остатков.
Согласно агротехнических требований плоскорезы должны обеспечивать необходимое качество работы при влажности пахотного горизонта от 12 до 28% и твердости почвы до 3,5 МПа. При этом рыхление почвы этими орудиями должно выполняться до 35 см, среднее квадратическое отклонение не должно превышать ±2 см. Орудия должны обеспечивать полное подрезание сорной растительности. Обработанная поверхность должна быть выровненной, высота гребней и глубина борозд не должны превышать 5 см. При такой обработке не допускается образование почвенных глыб размером более 15 см, а крошение почвенного пласта, при оптимальной влажности почвы (18-22%), должно обеспечивать содержание в ней комков размером до 50 мм не менее 70%. На обработанной поверхности поля должно сохраняться не менее 75% пожнивных остатков, при этом количество эрозионноопасных частиц, размером менее 1 мм, не должно возрастать по сравнению с их исходным количеством.
Технологический процесс безотвальной обработки почвы протекает следующим образом. Лемеха рабочих органов подрезают слой почвы и отделяют его от основного массива. При этом подрезанный пласт приподнимается, частично сжимается, изгибается и крошится при сходе с лемехов, установленных под углом крошения равным 25...27°. Пожнивные остатки, находящиеся в зоне стоек рабочих органов, активно перемешиваются с почвой, основная же их часть до 75% сохраняется на обработанной поверхности поля.
Безотвальная технология основной обработки почвы широко применяется в нашей стране и за рубежом [18, 31, 208, 211].