УДК: 631.3:633-1/-2 СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ
advertisement
УДК: 631.3:633-1/-2 СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ ВЫСЕВА СЕМЯН И ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ Адуов М. А., Казахский агротехнический университет им С.Сейфуллина, г. Астана. Наукой и передовой практикой установлено, что по почвозащитной технологии, в условиях Северного Казахстана при возделывании сельскохозяйственных культур, в том числе зерновых, эффективным способом является внутрипочвенное внесение минеральных удобрений. Однако системные исследования применительно к механизированным технологиям посева и внутрипочвенного внесения минеральных удобрений с учетом технических средств (рабочих органов) и неоднородности почвенной среды отсутствуют. Известны работы Черновалова В.А. и Забродина В.П., которые посвящены анализу технологии внесения минеральных удобрений по поверхностности поля и обоснованию технических средств реализации. Они рассматривают существующую агрохимическую систему «почварастение» в ее функциональных связях с техническими средствами внесения минеральных удобрений в применяемых технологиях. Задачей данной системы является реализация потенциальных возможностей возделываемых культур в получении максимальной или планируемой урожайности Y(t). Обратная связь биологической системы (БС) «почварастение» выражается в том, что минеральные удобрения, способствуя реализации потенциальных возможностей возделываемых культур, через растение оказывают влияние на исходное состояние почвы. Это влияние проявляется в увеличении биологической массы и корневых остатков, которые сами впоследствии сами становятся удобрениями. Предложенная агрохимическая система не учитывает все факторы, влияющие на выполнение технологического процесса внесения минеральных удобрений. Для разработки структурной модели агрохимической системы посева семян и внесения минеральных удобрений требуется, чтобы дополнительно учитывались следующие положения: при любом способе посева семян и внесения минеральных удобрений объектами агрохимии должны быть почвенная среда, растение (семена) и минеральные удобрения; так как составляющие агрохимии взаимодействуют друг с другом, то они должны быть представлены как единая система, учитывающая биологические и агрономические показатели исследуемых объектов; при рассмотрении технических средств необходимо учитывать взаимодействие рабочих органов с почвенной средой, растениями (семенами) и минеральными удобрениями; для оценки качества функционирования технических средств необходимы контроль и управление технологическим процессом посева семян и внесения минеральных удобрений. С учетом вышеизложенных положений предлагаемая структурная модель агрохимической системы должна включать агробиологическую (АБС), механико-технологическую (МТС) техническую (ТС) и агротехнологическую (АТС) системы, рисунок 1. Если учитывать, что основатель агрохимической науки Д.Н. Прянишников представлял систему земледелия в виде треугольника, по вершинам которого расположены основные объекты агрохимии - почва, растения и удобрения, взаимодействующие друг с другом, то целесообразность рассмотрения агробиологической системы в виде этих составляющих является правомочным. Причем состояния, физико-механические свойства и технологические показатели составляющих системы изменяются во времени. Для реализации потенциальных возможностей возделываемых культур (растений) в получении максимального урожая важную роль играют тип, состояние, свойства почвенной среды и виды, дозы, способы внесения применяемых минеральных удобрений. Многоуровневое строение почвенной среды, разномасштабность актов ее деформации и разрушения предопределяют новый подход к построению модели взаимодействия рабочего органа с почвенной средой – механикотехнологической системы. Причем естественным образом разрабатываемая модель должна включать и учитывать идеи физики почв и современной механики разрушения сред. Дополнительно потребуем, чтобы модель, а впоследствии и теория, вопервых, учитывала дисперсность почвы и ее физические основы разрушения, во-вторых, давала рекомендации по методам описания явлений, происходящих в процессе разрушения, включая инженерные методы расчетов, в-третьих, могла предложить методы и приемы создания различных моделей почв с заданным уровнем физико-механических свойств почвенной среды. Определяющими показателями технической системы являются применяемые технологии посева семян, способы внесения минеральных удобрений и технические средства для их реализации. Составляющие данной системы для разных технологий возделывания сельскохозяйственных культур могут содержать различные технические средства. Основное назначение агротехнологической системы состоит в управлении исполнительными механизмами применяемых технических средств согласно предъявляемым агротехническим (АТТ) и агрохимическим (АХКП) требованиям. Эффективность функционирования агрегатов при посеве семян и внесении минеральных удобрений в значительной степени зависит от наличия технических средств и способов настройки исполнительных механизмов, точности настройки рабочих органов, оперативности выполнения данных операций в зависимости от изменившихся требований и условий работы. Для обеспечения качественных показателей работы при выполнении технологических процессов посева семян и внесения минеральных удобрений необходимо производить технологические регулировки. В частности, настройку дозаторов на заданную норму (дозу) высева семян и минеральных удобрений и установку параметров распределительных рабочих органов. Необходимость оснащения машин системами управления (УУ) особенно проявляется в технологиях дифференцированного посева семян и внесения различных видов удобрений. С учетом неоднородности почвенной среды (плодородия) в пределах даже одного поля требуется иметь управляющее устройство с широким диапазоном технологических регулировок. Задача усложняется при применении контроля обеспеченности почв необходимыми питательными элементами согласно информации, получаемой из агрохимической карты поля (АХКП) в виде требуемой дозы (нормы) внесения различных минеральных удобрений. Кроме того, следствием изменения свойств почвы на различных участках поля по времени является широкое варьирование показателей качества выполнения технологических операций почвообработки. При обработке поля, даже в пределах физической спелости почвы, не все площади по степени крошения удовлетворяют требованиям агротехники. Для получения однородных показателей качества, удовлетворяющих агротехническим требованиям по всему полю, рабочие органы почвообрабатывающих машин должны иметь возможность изменения степени воздействия на почву и управления процессом работы за счет изменения своих технологических и конструктивных параметров. АБС Почвенная среда Критерии оценки Физикомеханичис кие свойства почвы Физико-механические свойства Физико-механические свойства Структура среды (VH<VO<VB) Технологические показатели Технологические показатели Средство посева семян (ухода за растениями) Деформация и разрушение почвенной среды σ ik ε i ik НДС>ПХ Средство внесения минеральных удобрений Рабочий орган Средство распределения семян (растений) и удобрений ТС АТС Напряженно-деформированное состояние почвы (НДС) МТС Минеральные удобрения Фазовое состояние (Т, Ж, Г, К) Прочностные характеристи ки почвенной среды (ПХ) Структурносиловые Семена (растения) АТТ АТТ Управляющее устройство (УУ) Крошение почвы, посев семян (уход за растениями) и внесение минеральных удобрений Кинематико -разрывные Рисунок 1 - Структурная модель технологии высева семян и минеральных удобрений АХКП Y(t)
