Совершенствование метода и технических средств для горизонтального измерения твердости почвы при внедрении технологии координатного земледелия

• Автор: Васильев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Кинель
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Анализ показателей, характеризующих физическое состояние

1.2. Анализ методов определения твердости почвы.

1.3. Обзор существующих технических средств для определения твердости почвы

1.4. Технологии координатного земледелия.

1.5. Выводы

2. ПРОГРАММА И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Программа исследований

2.2. Общая методика исследований
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТВЕРДОМЕРА, И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЕГО РАБОЧИХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Изучение особенностей технологического процесса горизонтального измерения твердости почвы, в условиях применения технологий координатного земледелия
3.2. Обоснование параметров наконечника
3.3. Обоснование конструктивнотехнологической схемы твердомера
3.4. Выводы по главе.
4. МЕТОДИКИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Цель и задачи экспериментальных исследований
4.2. Методика определения оптимального значения угла при вершине
наконечника.
4.3. Методика двухфакторного опыта по определению влияния параметров физического состояния почвы, на величину горизонтальной твердости почвы
4.3.1. Тарировка лабораторной установки.
4.3.2. Методика проведения эксперимента.
4.4. Методика многофакторного эксперимента по определению зависимости точности определения твердости почвы от параметров наконечника и режимов его работы
4.4.1. Планирование полнофакторного эксперимента.
4.4.2. Тарировка лабораторной установки
4.4.3. Методика проведения эксперимента
4.5. Методика сравнительных лабораторных испытаний разработанных твердомеров с твердомером Ревя кина
4.5.1. Тарировка лабораторных установок.
4.5.2. Методика сравнительных лабораторных испытаний разработанных твердомеров.
4.6. Методика сравнительных полевых испытаний разработанного твердомера с твердомером Ревякина.
4.6.1. Методика проведения эксперимента
4.6.2. Методика тарировки экспериментального твердомера
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Результаты тарировки лабораторных установок
5.2. Результаты эксперимента по определению угла
при вершине наконечника
5.3. Результаты исследования зависимости достоверности определения удельного сопротивления почвы от геометрических параметров наконечника.
5.3.1. Результаты двухфакторного эксперимента по определению
влияния параметров физического состояния почвы, на
величину твердости почвы
5.3.2. Результаты полнофакторного эксперимента по обоснованию геометрических параметров наконечника, полученные в почвенном канале
5.4. Зависимость точности измерения твердости почвы от скорости движения наконечника .
5.5. Результаты сравнительных лабораторных испытаний предлагаемого твердомера с твердомером Ревякина.
5.6. Результаты полевых испытаний предлагаемого твердомера
5.7. Выводы.
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Расчет стоимости изготовления устройства для определения твердости почвы твердомера
6.2. Расчет эксплуатационных затрат на проведение одной серии измерений твердости почвы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с этим в настоящее время в мире и в России начинает быстро развиваться новое направление в сельскохозяйственной науке прецизионное точное земледелие, целью которого является достижение высоких урожаев сельскохозяйственных культур, в соответствии с требованиями экологии и эффективности производства . Точное земледелие фундаментальная наука, занимающаяся разработкой стратегии и тактики земледелия, а также оперативного управления продукционным процессом сельскохозяйственных растений с учетом биологических особенностей культуры и сорта, локальных условий почвенного питания растений и микроклиматических особенностей возделываемой территории 6. Одним из составных элементов точного земледелия является координатное земледелие. Координатное земледелиеприкладная наука, разрабатывающая дифференцированные технологии земледелия, направленные на получение заданных урожаев при максимальной экономии не возобновляемых антропогенных ресурсов с учетом неоднородности почвенного покрова в пределах каждого поля ,. Данная система охватывает широкий круг вопросов в зависимости от объекта контроля почва, растения и т. Для осуществления координатного земледелия необходимо применение специальных систем машин и оборудования, состоящего из таких подсистем как навигационная, подсистемы бортовой электроники для приема сигналов позиционирования и формирования управляющих сигналов для дифференцированного выполнения технологических операций, подсистема оценки вариабельности почвенного покрова, рабочие органы машин с управлением от компьютера технологическими операциями при обработке почвы, посеве, внесении удобрений и защите растений , . В этом же аспекте Бруминым А. З. 6 особо подчеркивают необходимость управления вероятностями варьирования отслеживаемых факторов, выделяя три формы вероятностей точечные, временные и предполагаемые. Точечные позволяют увидеть изменения по полям, временные по годам, а предполагаемые отличие плана от фактического результата. Викторов А. И. и другие основную проблему видят в отсутствии средств осуществления координатного земледелия, и считают необходимым наиболее интенсивно развивать применение навигационных систем определения пространственных координат мобильных сельскохозяйственных агрегатов на поле. Кудряшев В. Мониторинг физического состояния почв, осуществляемый с использованием геоинформационных систем ГИС, предусматривает сбор, анализ и моделирование пространственно распределенных данных и на основании этого, принятие различных управленческих решений. Применение ГИС в сельском хозяйстве является новым и очень перспективным направлением развития и интенсификации производства , . Таким образом, необходимость определения физических свойств и состояния почвы не вызывает сомнения. Однако возникает другой вопрос, какие из имеющихся показателей оценки физических свойств почв считать более значимыми, а какие менее значимыми. Существует ряд проблем, связанных с выбором показателей наиболее существенно отражающих состояние почвы, а также проблема сопоставимости показателей определяемых в различные периоды года, и влияния неоднородности структуры почвы на процесс измерения показателей ее физического состояния . Так, например, в различные периоды времени при определении механической прочности почвы методом вдавливания в нее штампов применялись, и порой применяются до сегодняшнего дня различные термины Горячкин В. П. называл получаемый показатель плотностью, Щучкин Н. В. и Бахтин П. У. твердостью, Саакян С. С. сопротивлением почвы вдавливанию, Кленин Н. И. сопротивлением почвы смятию, и так далее ,,,,4. Почва представляет собой сложную систему, которая характеризуется множеством показателей. Данные показатели классифицируются на несколько основных групп, а именно физические, механические, технологические, химические, водногидравлические, тепловые и т. Однако физические и механические свойства почв, как правило, объединяют в одну группу физико механических свойств, так как они неразрывно связаны друг с другом 8. В этом же аспекте Кулижский С. П. утверждает, что почва представляет собой гетерогенную, полифазную, полидисиерсную систему. В качестве наиболее актуальной проблемы он считает управление физическим состоянием почв и протекающими в них физическими процессами. Кин Б.