Уплотнение почв ходовыми системами машинно тракторных агрегатов

В то же время за последние 15−20 лет произошло повышение мощности и тягового класса применяемых на возделывании сельскохозяйственных культур тракторов. Их масса возросла с 7−14 тонн (у ДТ-75 и К-701) до 16−20 тонн у тракторов типа К-744Р2 и К-744Р3. Это привело к увеличению удельного давления движителей на почву (Табл. 2).

Таблица 2. Воздействие движителей тракторов на почву

Наименьшее негативное воздействие на почву обеспечивается при применении гусеничных тракторов (табл. 2). В этом случае при весенне-полевых работах обеспечивается снижение удельного давления на почву в 5−5,4 раза по сравнению с применением тракторов К-701 и К-744, уплотнение почвы при однократном проходе гусеничного трактора ниже на 20−30% по сравнению с «Кировцем». Опыт применения гусеничных тракторов в течение 10−15 лет в ТОО «Алтынсарино» (Б. П. Князев), КХ «Шулер Э.Ф.» (Э. Ф. Шулер) Костанайской области свидетельствует о том, что прибавка урожайности по сравнению с применением тракторов «Кировец» на весенне-полевых работах составляет 3−5 ц/га, т. е. 30−50% от урожайности 10 ц/га. Однако низкая производительность агрегатов на базе гусеничных тракторов и нехватка квалифицированных механизаторов вынудили эти хозяйства перейти на применение более мощных колесных тракторов.

Как видно из таблицы, удельное давление движителей всех колесных тракторов и создаваемое уплотнение почвы существенно выше допускаемого оптимального значения (0,6 кг/см 2 ). Причем величина удельного давления движителей на почву зависит не только от массы трактора, но и от нагрузки на его крюке. При максимальной нагрузке увеличение удельного давления колесных тракторов «Кировец» составляет около 40% и достигает 2,5−2,7 кг/см 2 (Табл. 2).

Уплотнение почвы наиболее существенно в весенний период, при высокой влажности почв, когда при многократных проходах происходит кумулятивный эффект. При проходе трактора под его колесами влажная почва сдавливается, как губка. Часть влаги выдавливается на поверхность и испаряется, а оставшаяся часть вдавливается в нижние слои почвы и становится недоступной растениям из-за образования в пахотном горизонте чрезвычайно плотных слоев (Рис. 1).

Уплотненные зоны концентрируются и распространяются на расстояние 0,8−1 м в обе стороны от следов колесного трактора и на глубину до 0,6 м. [1].

Рис. 1. Изменение структуры почвы при уплотнении

Обработка уплотненных почв требует дополнительных затрат энергии, тяговое сопротивление почвоообрабатывающих машин возрастает до 40%, что в свою очередь вызывает повышенный расход топлива.

Существует несколько способов снижения уплотняющего воздействия на почву колесных тракторов. Первый — замена колеса на трехосные тележки с гусеничной цепью Quadtrac. При этом движитель сохраняет преимущества и колеса (высокая скорость движения — до 40 км/ч), и гусеницы (низкое удельное давление до 0,5 кг/см 2.

Рис. 2. Трехосные тележки Quadtrac

Однако этот способ слишком дорог — установка сменных трехосных тележек обходится в $90 тыс.

Второй способ заключается в установке сдвоенных шин. (Рис. 3).

Рис. 3. Трактор К-744Р2 на сдвоенных шинах

Удельное давление на почву составляет 0,5−0,6 кг/см 2 , стоимость установки комплекта — около 2,5 млн тенге при установке сдвоенных шин производства стран ближнего зарубежья, дальнего зарубежья — в три раза выше.

Третий способ — установка широкопрофильных шин шириной 1 м (Рис. 4).

Рис. 4. Трактор К-701 на широкопрофильных шинах

Удельное давление на почву составит 0,7−0,9 кг/см 2 , стоимость установки шин производства стран ближнего зарубежья — около 2 млн тенге.

Четвертый способ заключается в установке сверхшироких шин низкого давления (ширина 1,2 м) — Рис. 5.

Рис. 5. Трактор К-744Р3 на сверхшироких шинах (СШНД)

Удельное давление на почву составит 0,6−0,7 кг/см 2 , стоимость установки — 2,4 млн тенге. Для хозяйств северного региона Казахстана приемлемы последние три варианта (Рис. 3−5).

Преимущества применения широкопрофильных и сдвоенных шин проявляются в существенном снижении уплотнения почвы и связанных с ним потерь урожая, увеличении выработки агрегатов, уменьшении расхода топлива до 30−40%, снижении буксования и износа шин примерно в 2,5 раза.

По данным немецкой компании Grasdorf Wennekamp, при использовании на тракторах широкопрофильных шин низкого давления производительность повышается на 40%, а затраты снижаются на 30%, а при использовании сдвоенных колес производительность повышается на 80%, а затраты снижаются на 45% (Табл. 3).

Источник

Уплотнение почв ходовыми системами машинно-тракторных агрегатов

Плотностью почвы называют массу единицы ее объема в естественном состоянии. Она характеризует взаимное расположение почвенных частиц, их «упаковку», и выражается в г/см3.

От плотности почвы зависят ее водно-воздушные, тепловые и биологические свойства.

Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, так как почва при этом быстро иссушается, нарушается контакт семян и корневой системы растений с почвой.

Плотность почв колеблется от 1,0 до 1,8 г/см3. Она зависит от механического состава, содержания органического вещества и структурного состояния почвы.

Механизация сельскохозяйственных работ негативно влияет на плотность почвы, в особенности в условиях орошения. В нашем земледелии принята технология раздельного проведения вспашки, внесения удобрений, посева, боронования, междурядных обработок и т.п. Поэтому практически все типы тракторов, включая тяжелые (МТЗ-82, 150М и др.) многократно проходят по полю, уплотняя почву на глубину от 0,3 до 1,2 м, особенно рыхлую и увлажненную.

Уплотнение усиливается при буксовании, вибрации двигателей, высоком давлении в шинах, при узких расстояниях между опорами ходовых систем и т.д.

Поле, укатанное колесами тракторов, покрывается колеями глубиной 25—30 см, после обработок здесь образуются глыбы. При этом самые плодородные почвы теряют свою агрономически ценную структуру: их почвенные агрегаты деформируются, исчезают межагрегатные поры.

Предельно допустимая величина плотности черноземов в пахотном слое (0—20 см) составляет 1,3 г/см3. Однако после десяти проходов трактора по одной колее она возрастает до 1,4—1,45 г/см3 (трактор Т-150К), до 1,37—1,38 г/см3 (Т-74) и до 1,36—1,42 г/см3 (трактор МТЗ-52).

В определенных условиях тракторы способны уплотнять пахотный слой черноземов до 1,5 г/см3, причем общее возрастание плотности прослеживается до глубины 60—70 см. Это приводит к возрастанию твердости и ухудшению структуры почв. Их водопроницаемость снижается в 1,5—4,0 раза, резко возрастает эрозия, а урожайность сельскохозяйственных культур существенно снижается: зерновых — на 10—40%, зеленой массы кукурузы — на 8—40%.

Источник

Воздействие движителей на почву и пути снижения влияния машинно тракторных агрегатов на почву

Содержание

1. Изменение почвы под влиянием машинно-тракторных агрегатов 4

2. Воздействие движителей на почву и пути снижения влияния машинно-тракторных агрегатов на почву 4

3. Приемы снижения воздействия машинно-тракторных агрегатов на почву 5

Список использованных источников 9

Введение

Механическая обработка почвы предусматривает воздействие рабочих органов машин и сельскохозяйственных орудий, в результате чего изменяются ее свойства и состояние. Цель механической обработки почвы — создание наиболее благоприятных условий для роста и развития культурных растений при одновременном и непрерывном повышении уровня почвенного плодородия.

В условиях интенсивного ведения сельскохозяйственного производства значительно усиливается воздействие на почву ходовыми системами сельскохозяйственных агрегатов. Чрезмерное уплотнение почвы, происходящее под интенсивным воздействием ходовых систем мощных тракторов, тяжелых сельскохозяйственных машин и транспортно-технических средств, стало серьезной угрозой плодородию почвы, приводит к её разрушению и является одной из причин развития эрозионных процессов.

Серьезным последствием уплотнения почвы является увеличение ее удельного сопротивления. Удельное сопротивление почвы – наиболее важная механическая характеристика, которая в значительной степени зависит от переуплотнения почвы различными движителями и ходовыми системами. Оно соответствует усилию, затрачиваемому на подрезание пласта, его оборот и трение почвы о рабочую поверхность орудия.

При переуплотнении ухудшается крошение почвы. Почва становится глыбистой, что приводит к неравномерной заделке семян, снижению их полевой всхожести, а в итоге – к значительному недобору урожая. Высокая плотность почвы обусловливает резкое ухудшение ее физико-химических и агрофизических свойств. Уплотненные почвы оказывают большое сопротивление проникновению в них корневых систем растений, в таких почвах ухудшается водно-воздушный и питательный режимы, развиваются эрозионные процессы.

Изучая свойства почвы и влияний на нее сельскохозяйственных машин и агрегатов, темой моей работы стала «Снижение механического уплотнения почвы».

Цель работы: снижение переуплотнения почвы при использовании машинно-тракторных агрегатов.

1. Выяснить, как влияет переуплотнение почвы машинно-тракторными агрегатами на растительность

2. Узнать способы повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

3. Выявить уплотняющие действия машинно-тракторными агрегатами на почву.

4. Познакомится с проблемой переуплотнения почвы машинно-тракторными агрегатами и путями решения данной проблемы.

Изменение почвы под влиянием машинно- тракторных агрегатов

За период подготовки почвы до уборки урожая разнообразные машины проходят по полю 5-15 раз. Суммарная площадь следов ходовых систем нередко вдвое превышает площадь поля, а на поворотных полосах — в 6-20 раз. Вследствие этого резко ухудшаются такие важные для роста и развития растений свойства почвы, как плотность, твердость, воздухо — и водопроницаемость.

В результате неоднократного передвижения машин по полю происходит значительное переуплотнение почвы, которое распространяется на большую глубину (до 100 см), а машинные «следы» покрывают до 80 % поля. Под влиянием тяжелой техники плотность почвы возросла к настоящему времени на 20-40 %.

При взаимодействии грунтов с ходовыми системами мобильной техники почва деформируется. Степень этой деформации зависит от исходного ее состояния: плотности и влажности во время прохода техники, величины контактного давления на почву и кратности воздействия.

Степень деформации также зависит от времени года: установлено, что в зимнее время плотность почвы под колесами трактора увеличивается незначительно, а значит использование тяжёлой техники относительно безопасно в этот период. Переуплотнение почвы наиболее опасно осенью и весной, когда почва бывает сильно насыщена водой. Летом степень переуплотнения зависит от выпавшего количества осадков (засушливое или дождливое лето).

Влажность почвы в момент воздействия на нее техники является важнейшим фактором, определяющим степень уплотнения при одной и той же нагрузке. Глубина деформации, определяемая выше названными факторами, а также единичной массой техники, давлением на ось и напряжением на глубине 50 см, варьирует от 20-30 до 50-60 см. Следствием этого является снижение урожайности зерновых и пропашных культур на 15-30%.

При средней степени уплотнения снижение урожая при прочих равных условиях достигает 20-30% на всех типах пахотных почв. При сильной степени уплотнения потери урожая могут достигать 50-60%. Последствия разового интенсивного уплотнения сохраняются в течение 2-5 лет. Многократное из года в год воздействие техники на почву ведет к «накоплению» уплотнения.

Основным требованием к средствам механизации сельскохозяйственных работ является требование их щадящего воздействия на плодородие почвы. Большое значение имеют пористость почвы, содержание влаги, размеры почвенных частиц и пор между ними, количество живых микроорганизмов и условия существования для организмов всех видов. В переуплотненных почвах возникает явление пространственной тесноты, возрастает сопротивление развитию корней. Растение достигает наибольшей продуктивности лишь при определенной плотности почвы, зависящей от ее типа.

Воздействие движителей на почву и пути снижения влияния машинно тракторных агрегатов на почву

Как биологическая среда почва остро реагирует не только на внешние воздействия естественного характера (дождь, мороз, ветер и т.д.), но и на результаты деятельности человека. Многие ученые считают основной причиной снижения плодородия и переуплотнения, воздействие на почву движителями тракторов.

Механическое воздействие движителей на почву не исчерпывается только уплотнением и уменьшением ее пористости, снижающей возможности жизнедеятельности макро- и микроорганизмов, а также развития корневой системы растений. От контакта с движителями разрушается структура верхнего слоя почвы, она измельчается. Вследствие этого усиливаются процессы эрозии, из почвы более интенсивно выветриваются и вымываются наиболее плодородные компоненты.

Снижение вредного воздействия тракторных движителей на почву достигается за счет применения трактора, тип и параметры движителя которого соответствуют данному агрофону, а также правильным выбором состава машинно-тракторного агрегата.

Наиболее радикальным путем снижения вредного воздействия машинно-тракторных агрегатов на почву является применениегусеничных тракторов.Вредное воздействие колесных движителей на почву может быть снижено до уровня вредного воздействия гусеничных тракторов несколькими способами. К их числу относятся: сдваивание колес, применение шин низкого давления и арочных шин, создание колесных тракторов колесной формулы 6К6. Положительные эксплуатационно-технологические свойства такого трактора повышаются существенным образом, если третий мост сделать отсоединяемым.

С целью снижения уплотнения почвы колесными тракторами следует применять шины низкого давления, позволяющие работать при давлении воздуха 0,08. 0,12 МПа. Для энергетических средств транспортно-технологического назначения наиболее эффективным способом снижения вредного воздействия на почву является применение арочных шин.

Вредное воздействие движителей на почву можно снизить, применяя широкозахватные и комбинированные агрегаты. При работе с широкозахватными агрегатами вредное воздействие движителей на почву уменьшается за счет снижения относительной площади вытаптывания движителями трактора по мере увеличения ширины захвата. Применение комбинированных агрегатов связано с изменением технологического процесса возделывания культур.

Источник