Обработка почвы с подачей сжатого воздуха – путь к быстрому восстановлению структуры почвы

   Многократное воздействие ходовых систем тяжелых машин в технологии возделывания сельскохозяйственных культур ведет к переуплотнению почвы и увеличению ее твердости, и как следствие – к увеличению тягового сопротивления. Можно ожидать, что использование сжатого воздуха в комбинации с классическими рабочими органами почвообрабатывающих машин позволит уменьшить трение почвы о рабочие органы машин, увеличить вспушиваемость обрабатываемого слоя и расширить зоны деформации обрабатываемых участков.

   Цель исследований – разработать способ обработки почвы с подачей сжатого воздуха к рабочим органам почвообрабатывающих машин, обеспечивающий снижение тягового сопротивления и восстановление структуры почвы.

   Сжатый воздух обеспечивает деформацию и рыхление почвы методом отрыва слоя почвы без его сжатия и смятия, после чего рабочие органы машин контактируют с уже разрыхленной средой. Для проверки теоретических предположений проведена обработка почвы с подачей сжатого воздуха машинно-тракторным агрегатом, состоящим из трактора, винтовой компрессорной установки КВ-5/10, чизельного орудия с разработанными рабочими органами и системы подачи пульсирующего сжатого воздуха. Экспериментально подтвердили эффективность применения сжатого воздуха при обработке почвы орудиями с чизельными рабочими органами и установленными наконечниками для подачи воздуха диаметром 3 и 5 мм: при давлении 0,9…1,1 МПа и частоте импульсов 10 Гц улучшается устойчивость хода чизельных рабочих органов по глубине обработки, повышается крошение почвы и увеличивается глубина и ширина зоны рыхления почвы на 30…90 %, при этом снижается тяговое сопротивление до 33 % и увеличивается производительность на 12…68 %. В дальнейшем необходимо обосновать технологические параметры, режимы работы и диаметр наконечника для различных видов обработки почвы и почвенно-климатических условий; можно интегрировать систему дифференцированного впрыска жидких удобрений и привод винтового блока компрессора от вала отбора мощности трактора.

1. Старовойтов С.И., Гринь А.М., Ахалая Б.Х. и др. Об интенсивности воздействия сжатого воздуха на поверхностный слой суглинистой почвы // Современные тенденции развития аграрной науки : Сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции. Брянск, 2023. С. 14-20. EDN: VKHOKT

2. Mamatov F., Aldoshin N., Mirzaev B. et al. Development of a frontal plow for smooth, furless plowing with cutoffs. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 1030. VII International Scientific Conference «Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education», “IPICSE2020”, 2021. P. 012135. doi: 10.1088/1757-899X/1030/1/012135

3. Способ обработки почвы: Патент RU2457651 C1, МПК A01B79/02; заявка № 2011105850/13 / Н.К. Мазитов, В.В. Бледных, Ю.Б. Четыркин и др.; опубл. 10. 08. 2012. EDN: QRPKNG

4. Mudarisov S.G., Farkhutdinov I.M., Khabibullin R.F., Imangulov V.Kh. Experimental analysis of traction resistance and fuel consumption of a strip tillage and sowing implement. Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2024;203:333-345. EDN: BQEWAM

5. Коротченя В.М., Ценч Ю.С., Лобачевский Я.П. Разработка типажей сельскохозяйственных технологий для системы машин // Технический сервис машин. 2024. Т. 62, № 4. С. 136-148. EDN: IPGACC

6. Мударисов С.Г., Устинов Н.Н., Мартыненко А.С. Моделирование взаимодействия вибрационного рабочего органа почвообрабатывающей машины с почвой // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2024. № 4 (72). С. 142-147. EDN: CBRCLW

7. Алдошин Н.В., Васильев А.С., Голубев В.В. Обоснование приемов обработки почвы при освоении залежных земель // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2020. Т. 13, № 1 (64). С. 28-35. EDN: SLJVYK

8. Ялалетдинов Д.А., Рахимов И.Р., Куликова А.П. и др. Моделирование процессов рыхления почвы сжатым воздухом // Челябинский физико-математический журнал. 2024. Т. 9, № 1. С. 160-168. EDN: LVCIVQ

9. Чизельный рабочий орган для обработки почвы пульсирующим сжатым воздухом : Патент на полезную модель RU228363 U1, заявка № 2024109584 / Р.С. Рахимов, А.Р. Ялалетдинов, И.Р. Рахимов и др.; опубл. 26. 08. 2024. EDN: ZCTYCY

10. Алдошин Н.В. Моделирование качества выполнения механизированных работ // Горячкинские чтения : Сборник докладов 1-й Международной научно-практической конференции. 2013. С. 6-13. EDN: UNMDBP

11. Косолапов В.М., Цыгуткин А.С., Алдошин Н.В., Лылин Н.А. Агрономические основы инженерного обеспечения биологизации земледелия // Кормопроизводство. 2022. № 3. С. 41-47. EDN: IZUIQD

12. Лобачевский Я.П. Прочностные и деформационные свойства связанных задерненных почв // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. № 3. С. 18-20. EDN: NVAWBR

13. Сидоров С.А., Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Золотарев А.С. Влияние геометрических и установочных параметров плужных рабочих органов на агротехнические и силовые характеристики // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14, № 2. С. 10-16. doi: 10.22314/2073-7599-2020-14-2-10-16

14. Лобачевский Я.П., Ахалая Б.Х., Шогенов Ю.Х., Старовойтов С.И. Инновационный многофункциональный агрегат для альтернативной обработки почвы // Техника и оборудование для села. 2021. № 10 (292). С. 11-15. EDN: XRCZZN

15. Старовойтов С.И. О воздействии газоструйного излучателя на поверхностный слой суглинистой почвы // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. 2024. № 1 (23). С. 49-56. EDN: QYQZOU

16. Mudarisov S.G., Lobachevsky Ya.P., Farkhutdinov I.M. et al. Justification of the soil dem-model parameters for predicting the plow body resistance forces during plowing. Journal of Terramechanics. 2023;109:37-44. doi: 10.1016/j.jterra.2023.06.001

17. Старовойтов С.И., Старовойтова Н.П. Интенсивность воздействия газоструйного излучателя на поверхностный слой суглинистой почвы : результаты исследований // Агроинженерия. 2024. Т. 26, № 4. С. 13-18. doi: 10.26897/2687-1149-2024-4-13-18