Технологии и комплексы машин для производства картофеля.

  Тема ВКР 
«Совершенствование технологического процесса возделывания картофеля на основе обоснования рациональных кинематических параметров фрезерных органов комбинированного агрегата»




















СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Технологии и комплексы машин для производства картофеля

1.1 Общая характеристика технологий и комплексов машин для возделывания картофеля

7
1.2 Агротехнические условия применения машинных технологий
11
1.3 Основная и предпосадочная подготовка почвы
18
1.3.1 Основные агротехнические требования
19
1.3.2  Машины и орудия для подготовки почвы
22
1.3.3 Анализ влияния факторов обработки почвы на рост и развитие картофеля

28
1.4 Использование комбинированных агрегатов для предпосадочной обработки почвы с активными рабочими органами

31
1.4.1 Актуальность использования комбинированных агрегатов для предпосадочной обработки почвы с активными рабочими органами

31
1.4.2 Анализ современных конструкций комбинированных агрегатов с фрезерными рабочими органами, обоснование рационального варианта

32
1.5 Выводы по первому разделу
35
2  Теоретические анализ фрезерной поверхностной обработки почвы

2.1 Способы фрезерования почты
36
2.2 Обоснование технологических показателей почвенной фрезы
39
2.2.1 Уравнение движения крайних точек рабочего органа фрезы
39
2.2.2 Скорость резания
43
2.2.3 Неровность дна борозды
46
2.2.4 Подача на нож почвенной фрезы
49
3 Программа и методика исследований

3.1 Программа исследований
51
3.2 Методика графоаналитического исследования параметров рабочих органов почвенной фрезы
51
3.3 Методика проведения полевых исследований
55
3.4 Методика обработки результатов экспериментальных исследований и определение погрешностей измерений
60
3.5 Методика анализа и обоснования основных технологических параметров фрезы в учебном процессе

61
4  Результаты экспериментальных исследований и их анализ

4.1 Агротехническая оценка способов фрезерования
65
4.2  Энергетическая оценка фрезы
69
4.2.1 Влияние глубины фрезерования на затраты энергии
69
4.2.2 Энергетическая оценка двух способов фрезерования
72
4.2.3 Зависимость расхода энергии на работу экспериментальной фрезы от подачи на один нож

77
4.3 Экономическая эффективность экспериментальной фрезы с разными по высоте ножами лепесткового типа при обработке почвы

82
Заключение
86
Список использованных источников
89







ВВЕДЕНИЕ
      
      Картофель является одной из важнейших сельскохозяйственных культур в мире, заслуженно называемой «вторым хлебом». Он выращивается более чем в 140 странах мира, и используется как в свежем виде, так и в виде различных продуктов картофеля, атакжевкачествесырьядляполучениякрахмала,спирта,патоки и другой ценнойпродукции [1].
      На сегодняшний день по масштабам производства картофель занимает четвертое место среди главных пищевых сельскохозяйственных культур мира после риса, пшеницы и кукурузы. При этом мировое производство картофеля неуклонно растет. Поданным Продовольственной и сельскохозяйственной ООН (ФАО) мировое производство картофеля в период с 1970 г. по2014г.вырослона9,6%ив2015г.егообъемсоставил350млн. тонн. Свыше 40% мирового объема картофеля сосредоточено в Китае, Российской Федерации иИндии.
      В России в 2015году картофель  выращивали  на  площади 2,1 млн. га, валовый сбор составил 31,1 млн.т., средняя урожайность составила 14,1 т/га. Для сравнения, в ведущих картофелеводческих странах мира (Нидерланды, Великобритания, Германия, США и др.) урожайность картофеля составляет 35–45 т/га,что достигается за счет использования качественного сертифицированного семенного материала, современных технологий и высокопроизводительнойтехники [2].
      Становление и развитие рыночных отношений в российском агропромышленномкомплексетакжетребуетвнедрениятехнологических, технических и организационно–экономических мероприятий, необходимых для повышения экономической эффективности производства картофеля.
      В настоящее время внедряются новые технологии по возделыванию картофеля, каждая из них включает комплекс машин, предназначенный для возделывания картофеля по той или иной технологии, которая предусматривает получение высоких урожаев за счет использования комплекса факторов, благоприятно сказывающихся на росте и развитие растений[3,4]. Для достижения данной задачи используют технологические приемы с применением современных машин и комбинированных агрегатов.
      В настоящее время широко используются в сельском хозяйстве агрегаты для совмещения технологических операций зарубежных и отечественных производителей, в которых неизменно в качестве одного из важных элементов используется фрезерная машина. Основными целями данного технологического решения являются: повышение эффективности обработки почвы, предназначенной для посадки картофеля, и формирования гребней; увеличение высоты формируемых гребней; улучшение качества посадки клубней; повышение надежности протекания технологического процесса во время посадки картофеля.
      Почвообрабатывающие машины с ротационными, активными рабочими органами (фрезы)позволяют обеспечивать высокое качество крошения на разных типах почв, вследствие больших скоростей резания ножей. Анализ исследований российских и зарубежных ученых показывает, что по производительности обрабатывания тяжелых по механическому составу почв фрезы занимают одно из главных мест в предпосадочной  обработке почвы.Применение почвообрабатывающих машинданного типа обеспечивает высокое качество измельчения и заделки растительных остатков, рыхления (крошения) почвы, перемешивание почвы с минеральными удобрениями. 
      Кроме высококачественного исполнения своих технологических функций, ротационные почвообрабатывающие машины способствуют снижению тягового сопротивления при движении агрегата.Однако их работа сопровождается большими затратами энергии, которые, как показывают исследования [5,6,7] зависят от конструктивных параметров их рабочих органов и выбранных технологических режимов работы. В связи с этим тема предлагаемой ВКР является актуальной и имеет практическое значение.
       Цель работы заключается в повышении эффективности возделывания картофеля, путем обоснования рациональных кинематических параметров фрезерных органов комбинированного агрегата.
       Объектом исследования служит фрезерный барабан комбинированного агрегата.
       Предметом исследований в представленной ВКР являются кинематические показатели процесса работы фрезерного рабочего органа в зависимости от задач обработки, типа и состояния почвы.
       В соответствии с поставленной целью работы, основными задачами исследования будут:
        - анализтехнологий и комплексовмашин для производства картофеля;
      - изучение влияния факторов обработки почвы на рост и развитие картофеля, использование комбинированных агрегатов для предпосадочной обработки почвы с активными рабочими органами;
        - разработка модели обработки почвы фрезой; 
      - анализ и разработкапрограммы и методики экспериментальных исследований по обоснованию кинематических параметров фрезы;
      - проведение экономической оценки эффективности применения для предпосадочной обработки почвы агрегатов с активными рабочими органами.
      1 ТЕХНОЛОГИИ И КОМПЛЕКСЫ МАШИН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАРТОФЕЛЯ 
      
 Общая характеристика технологий и комплексов машин для возделывания картофеля

      В современном сельскохозяйственном производстве под технологией понимают систему выращивания, уборки, хранения, доработки и реализации продукции, в нашем случае картофеля различного назначения, с конкретными качественными и количественными показателями на основе соответствующего комплекса машинпри минимально возможных затратах труда, средств иэнергии[8].
      Для конкретных условий хозяйствования можно применить несколько вариантов технологий,однако не все они будутэффективны одинаково. Для выбора оптимального варианта проводится технико–экономический анализ рационального выполнения технологий на всех этапах процесса производства, выявляющий необходимые ресурсы итехнику.
      Базовая технология производства картофеля составлена по блочно–модульному принципу и включает в себя девять основных технологических блоков: основную (зяблевую) обработку, предпосадочную подготовку почвы, подготовку семенного материала, посадку, уход за посадками, уборку урожая, его послеуборочную доработку, хранение и подготовку к реализации. Каждый блок включает в себя набор технологических операций, вид иколичество которых зависит от конкретных условий производства иназначения картофеля. Практика показывает, что ряд операций разных технологических блоков в тех или иных условиях можетвыполняться совместно по локальным технологиям. Перечисленныевыше блокиобразуютобщую технологию выращивания, уборки, хранения и реализации картофеля (рис. 1.1). По данным ВНИИКХ, наиболее трудоемкими этапамиизвсегоперечняоперацийпоегопроизводствуявляются уборка (31–35 % от общих трудозатрат), выгрузка и подготовка семенного материала (20–22%), осенняя обработка почвы и внесение органических удобрений (15–17%).
      Основой машинного производства картофеля, как видно из рис. 1.1, являются сорта картофеля, агрономия и технические средства. Последние состоят, как правило, из двух комплексов машин и агрегатов: полевого и стационарного, которые, в свою очередь, образуются из двух групп техники: специальныхмашин и машин общегоназначения[9].
      Впервуюгруппувходятмашины,используемые,восновном,на определенных операциях (посадка, гребнеобразование и др.) при производствеоднойилинесколькихблизкихпосвоимсвойствам сельскохозяйственныхкультур(внашемслучаекартофеля,столовыхкорнеплодовидр.).Машиныданногоназначенияявляются основой комплексной механизации картофелеводства. К ним относятся, например, фрезерный культиватор–гребнеобразователь, картофелесажалка, картофелеуборочный комбайн,картофелесортировка идр.
      Вовторуюгруппумашинвходиттехника,применяемаядляпроизводства различных культур. К ней можно отнести почвообрабатывающую технику, машины для внесения удобрений и защиты растений, транспортные средства идр.
      Реализация машинных технологий выращивания и хранения картофеля в имеющемся многообразии условий хозяйствования достигается путем составления комплекса требуемой по условиям технологической конфигурации из соответствующих модификаций машин и агрегатов специального и общего назначения с определенным набором сменных узлов и приспособлений.
   
Рисунок 1.1 - Общая технология производства, хранения и реализации картофеля

      Как отмечалось  выше,  в  настоящее  время  многие  зарубежные фирмы, в том числе отечественные, производят комплексы машин и агрегатов для картофелеводства[10]. В качестве примера современного комплекса специальной техники для выращивания и хранения картофеля можно привести комплекс техники, который производит,восновномполицензиямзарубежныхфирм,исоставляетна рынок отечественное предприятие ЗАО «Колнаг». Он состоит из изготавливаемогонапредприятииполевогокомплексамашиндля возделывания и уборки картофеля и дополнительно к нему комплекта стационарных и передвижных агрегатов для хранилищ. Состав комплекса ЗАО «Колнаг» (количество машин и агрегатов, их модификаций, сменных узлов и приспособлений) разработанноговсодружествесфирмамиAVR(Бельгия)иMiedema(Нидерланды), приведен в таблице1.1.
    
    Таблица1.1 - СоставкомплексаЗАО«Колнаг»дляпроизводстваихранениякартофеля

Наименование комплектов комплекса
Состав комплекса

Основных моделей машин и агрегатов
Модификаций машин и агрегатов
Сменных узлов и
приспособлений
Полевой комплекс
7
8
Более 20
Комплект


Более 110, в
стационарных


т.ч. около50
и передвижных
9
34
сменных
машин, агрегатов


полотен к
для хранилища


сортировке
Всего
16
42
Более 130

      Полевой комплексобеспечивает обработку и подготовку почвы, посадку, уход и уборку картофеля с различными междурядьями на площади 70–120 га с высокими качественными показателями и минимальной трудоемкостью. Входящие в комплексмашины, в том числе ротационные культиваторы, механизируют всеоперацииповыращиваниюкартофеляиподготавливаютполе для эффективной работы комбайна. Одним из основных параметров полевого комплекса  является ширина междурядийпосадок картофеля, а стационарного — производительность приема картофеля при машинной уборке.
      Стационарный комплект машин и агрегатов производительностью на приеме до 70–100 т/ч для комплексной механизации работ в хранилищах картофеля различных типов и вместимости поставляется в модификациях с большим набором сменных узлов и приспособлений. Его номенклатура определяется используемым способом хранения, составом поступающего с поля картофельного вороха, продолжительностью хранения и видом предреализационной подготовки клубней.
      Состав комплекса ЗАО «Колнаг» позволяет успешно использовать егопо «гибким» технологиям в разнообразных условиях. Припомощиприспособленийисменныхузловтехникакомплекса можетприменятьсядлявыращиванияихранениялукаидругих столовых корнеплодов. Реализация машинных технологий выращивания, уборки и хранения картофеля в имеющемся многообразии условий достигаетсяпутемсоставленияпроизводителямикомплексатребуемой технологической конфигурации из необходимых модификаций машин и агрегатов с таким набором сменных узлов и приспособлений, который сможет дать наибольший эффект. Основными оценочными критериями выбранного варианта технологии могут быть: урожайность картофеля, качество клубней, уровень рентабельности, обеспеченность выполнения в оптимальные сроки всех технологических операций и другиепоказатели.
      
      1.2 Агротехнические условия применения машинных технологий 
      
      Клубни, прошедшие период подготовки и высаженные в почву, начинают прорастать при температуре 3–5°С, но медленно. Корни при этом образуются слабо, а клубни легко повреждаются грибными болезнями. Ростки начинают образовываться лишь при температуре выше 5°С. По мере дальнейшего повышения температуры активность прорастания клубней, особенно во влажной среде, резко увеличивается и всходы появляются раньше. Корни у картофеля образуются при температуре не ниже 7?С. Поэтому оптимальный срок посадки клубней наступает при повышении температуры почвы 7–8?С на глубине 8–10 см [3,8].
      Средняяпродолжительностьмежфазногопериода«посадка— всходы» для непророщенного посадочного картофеля в Нечерноземной зоне составляет в зависимости от погодных условий, типа почвы исорта от 25–27 до 35–40 дней. Пророщенные клубни дают всходына 6–12 днейраньше.
      Оптимальная температура для развития растений картофеля  в условиях средней полосы 18–20°С. Снижение температуры до 10–12°С задерживает период «посадка — всходы» на 5–6 дней. При низкихтемпературахпочвынавысаженныхклубняхзасчетимеющихсяпитательныхвеществмогутобразовыватьсяновыеклубнибезпоявленияназемныхчастейрастения.Данноеявлениенаблюдается при посадке картофеля в холодную переувлажненнуюпочвупритемпературениже7°Силивслишкомсухуюпочву при температуре выше25°С.
      Частые смены температурных режимов на протяжении вегетации растений нередко приводят к снижению или временному прекращению клубнеобразования, а также неравномерный рост частей клубня, что приводит к вытягиванию тканей около глазков, развитию клубней уродливой формы и образованию ростовых трещин.
      Условияитехнологиипроизводствакартофелядлявсехклиматических зонзависят, прежде всего, от механического состава почв, которые разделяются на два основных типа: супесчаные исуглинистые.
      Лёгкие почты (супесчаные).
      Осенью проводится глубокое рыхление безотвальнымиорудиями или чизельными культиваторами. Весной нарезают невысокие гребни овальной формы с одновременным локальным внесением минеральных удобрений. Если предусмотрено внесение органики, то ее вносят весной до нарезки гребней. Без разрыва во времени в гребни высаживают клубни. Через 7–10 дней после посадки (в зависимости от погодных условий и степениразвития сорняков)проводятсразрывом6–7днейдваборонованиясодновременным рыхлением почвы в междурядьях яруснымиокучниками и, при необходимости, третье — по всходам. При достижениипосадкамикартофелявысоты20–25смпроводятокучивание с глубоким рыхлением междурядий и, при необходимости,перед смыканием ботвы — окончательное. Гербициды в этих технологиях неприменяются.
      Тяжёлые почвы (суглинистые).
      В климатических зонах с устойчивым снежным покровом, морозным периодом, с содержанием в почве гумуса до 3% применяется осенняя отвальнаязяблеваявспашканаглубинупахотногослоя, весной — обработка вертикально–фрезерным культиватором на глубину до 14 см. При больших объемах выращивания картофеля с целью обеспечения посадки картофеля в оптимальныесроки обработкаполяпроводитсясодновременнымлокальнымвнесением минеральных удобрений. По всходам проводитсяформирование полнообъемных гребней фрезерным окучником, затем обработка гребней гербицидами через 2–3 дня после их формирования или перед появлением всходов. Количество защитных мероприятий зависит от погодных условий и сорта. За 10–12 дней до уборки удаляютботву.
      В южных природных зонах с неустойчивым снежным покровом и переменнойтемпературойвзимнийпериодприсодержаниивпочвегумуса более3%осеньюпослезяблевойвспашкинарезаютгребнипассивнымирабочимиорганамисодновременнымлокальнымвнесением минеральныхудобрений.Весной, без проведения весенней обработки почвы, вгребнивысаживаютклубни, и только в случае сильного «заиливания» гребней за зимний период проводят их оправку передпосадкой.Каквариант—гребнинарезаютосенью,аудобрения вносят локально сажалкой одновременно с посадкой клубней. Далее технология та же, что и в предыдущемварианте. 
      Основная часть площадей занятая под картофелем в нашей стране возделывается с междурядьями 70 см. Проведены многолетние сравнительныеисследованияииспытаниямашинныхтехнологий возделывания картофеля с междурядьями 70, 75, 90 и 140 см (в однустрочкуивдвестрочкипосхеме110+30см).Онипоказали, что для условий России ширина междурядий должна учитывать зональные условия. При этом в одной почвенно–климатической зонемогутприменятьсянесколькосхемпосадок.Врядерегионов применяемые междурядья 70 см останутся и в будущем, например, в засушливых районах на бедных почвах, привозделывании сортов с малым габитусом кустов, на небольших площадях в отдельныххозяйствах.
      Междурядья 75 см по сравнению с междурядьями 70 см имеют увеличенный объем формируемых гребней, позволяют использовать более мощные тракторы, улучшают рост и развитие растений. Перспективными для многих условий являются более широкие междурядья 90 см, посадка картофеля на грядах с междурядьями 140 см и более с размещением клубней в одну или две строчки с расстоянием между ними до 40 см. Грядовая технология изначально в нашей стране применялась на Дальнем Востоке, где в конце лета почти каждый год выпадало большое количество осадков, из–за которых при междурядьях 70 см значительная часть клубней погибала от удушья, а уборка проводилась с большими потерями. В этих условиях посадка с междурядьями 90 см также дает неплохие результаты. По данным ДальНИИСХ на междурядьях 90 см и на грядах вышекачествои(на22–35%)урожайностьклубней.Однаковэтом регионенеисключаютсяимеждурядья70смналегкихпойменных почвах с посадкой в предварительно нарезанныегребни.
      Наибольший эффект широкие междурядья дают при возделывании сортов интенсивного типа на высокоокультуренных почвах. Гряды эффективны как на переувлажненных почвах, так и в засушливых условиях. Они повышают производительность полевых машин на 25–28%, что является важным фактором, особенно для зон с коротким вегетационным периодом иограниченной продолжительностью благоприятных погодных условий для уборки. По данным ВНИИКХ,средняя урожайность при междурядьях 75 см возрастает на 7–8%, а при 90 см — на 15–16% по сравнению с междурядьями 70 см.
      Картофель относится к культурам рыхлых почв и предъявляет высокие требования к их воздушному режиму. Суточная потребностькорнейвкислородесоставляетпримерно1мгна1гсухого вещества, а в почвенной смеси воздуха на его долю должно приходиться не менее 15–20% по объему.
      Содержаниевоздухавпочвезависитотеескважности,илипорозности. На хорошо обработанных структурных почвах и при внесенииповышенныхнорморганическихудобренийскважность достигает 55–65 % объема почвы. На избыточно увлажненных почвах складывается плохой воздушный режим длярастений.
      Скважностьвзначительнойстепенизависитотобъемноймассы почвы (плотности). Чем рыхлее почва, тем больше ее скважность и воздухоемкость. В рыхлых почвах лучше происходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом.
      Повышенная концентрация углекислого газа в почве отрицательно влияет на рост корней. Для оптимального роста корней концентрация углекислоты должна быть не более 1%. На удаление из почвы углекислого газа и проникновение в нее кислорода хорошее действие оказывает обработка почвы с глубоким подпахотным рыхлением.
      Рыхлое состояние почвы необходимоподдерживать вплоть до уборки. Выполнение этих требований особенно важно, поскольку, как показывает статистика, значительная часть посадок картофеля в России размещается на суглинистых почвах. Чем меньше плотность почвы в пахотном горизонте и, особенно в зоне клубнеобразования, тем выше урожай клубней и эффективней комбайновая уборка.
      Наилучшие условия для выращивания растений картофеля создаются при объемной массе: на дерново–подзолистой суглинистой почве — 1,1–1,2 г/см?; на дерново–подзолистой связнопесчаной— 1,3–1,5 г/см?; на черноземах — 0,9–1,1 г/см?.
      Картофель требователен к влажности почвы, но неодинаково  в различные периоды роста и развития растений. В начале образования ростков (предвсходовый период) потребность во влаге почти целиком покрывается за счет материнского клубня. Припоявлениивсходовивначальныйпериодформированияботвы, когда испаряющая поверхность листьев невелика, растениям требуется сравнительно мало влаги, и в это время они хорошо переносят засушливуюпогоду.
      По мере роста растений, особенно в период бутонизации и цветения, потребностькартофелявовлагерезковозрастает из-за максимальной испаряющей поверхности листьев.Продолжительная засуха во время цветения резко снижает урожай изначительно ухудшает семенные качества клубней.
      При температуре 19–20°С самые высокие приросты клубней наблюдаются при влажности почвы около 95–100% полевой влагоемкости. Прекращение клубнеобразования из–за понижения температуры и переувлажнения почвы зачастуюприводит к «удушению» и загниванию клубней от недостатка воздуха. Первый сигнал переувлажнения почвы и кислородного голодания — разрастание на поверхности клубней рыхлых белых чечевичек.
      В конце развития, когда увядает ботва и снижается прирост клубней, картофелю требуется меньше влаги, по сравнениюс предыдущими периодами. При теплой сухой погоде к концу вегетации на клубнях образуется крепкая толстая кожура, которая предохраняет их от механическихповрежденийвовремяуборкииобеспечиваетлучшую сохранность в зимнийпериод.
      При избытке влаги возникает необходимость в специальных агротехнических и гидротехнических мероприятиях,  направленных  на быстрое освобождение пахотного слоя от лишнего количества влаги: нарезке гребней на поверхности поля с осени, узкозагонной вспашке, щелевании, нарезке кротовин, устройстве осушительных каналов. Однако в зонах избыточного и временно избыточного увлажнения в летние периоды нередко возникает потребность в дополнительном количестве влаги для растений. Поэтому необходимо стремиться не только к отводу  излишней влаги с полей, аи к созданию её запасов в глубоких слоях почвы в расчете на использование в засушливые периоды, когда свободной влаги в почве бывает слишкоммало. Окультуривание почвы за счет внесения высоких норм органических удобрений и создание более мощного пахотного слоя увеличивает влагоемкость почвы и улучшает ее водный режим, в связи с этим в машинных технологиях необходимо предусматривать поливы, в том числе ивнутрипочвенные.
      Картофель предъявляет ряд специфических требованийк корневому питанию. Эту его важную биологическую особенность обусловливает слаборазвитая корневая система, основная масса которой располагается в небольшом по объему поверхностном слое почвы.
      Для нормального роста, развития и накопления урожая картофелю требуется в большем количестве питательных веществ, чем многие другие полевые культуры. В среднем на 10 т клубней с соответствующим количеством ботвы картофелю необходимо около 50 кг азота, 20 кг фосфора и до 90 кг калия. Повышенная потребность картофеля в элементах корневого  питания связана  свысокимнакоплениемсухоговещества.Поколичествунакапливаемогосухоговеществакартофельуступаетлишькорнеплодным культурам и кукурузе. Зерновые культуры по этому показателю он превышает в 2–3раза.
      Каждый элемент питания оказывает разное влияние на рост,развитиеинакоплениеурожая.Принедостаткевпочвеазота слабо развивается надземная часть, листья приобретают бледно– зеленую окраску. При избыточном азотном питании чрезмерно растет ботва, задерживается образование клубней, снижается устойчивость их к механическим повреждениям при уборке, транспортировке и к болезням во время хранения. Растению вреден как недостаток, так и избытоказота.
      Достаточное питание фосфором способствует более лучшемуразвитиюкорневойсистемы,раннемуклубнеобразованиюиувеличению накопления крахмала в клубнях. При внесении калия картофель становится более устойчивым к заморозкам и болезням, при недостатке его листья приобретают бронзовый оттенок, желтеют  и отмирают покраям.
      
      1.3 Основная и предпосадочная подготовка почвы 
      
      Система подготовки почвы должна обеспечивать ее оптимальные физические свойствадля выращивания картофеля, уничтожение сорняков, вредителей и возбудителей болезней, качественную заделку удобрений, стерни и прочих пожнивных остатков. Она должна проводиться в сроки, увязанные с физическим состоянием почв, и иметь энергосберегающую и почвозащитную направленность. По возможности, целесообразно использовать широкозахватные агрегаты[3,8]. При обработке почвна склоновых участках наблюдается значительная водная эрозия, особенно в Центрально–Черноземной и Нечерноземной зонах.  В южных и юго–восточных районах опасны ветровые эрозии. Для предупреждения этих явлений почвы на склоновых участках обрабатывают только в поперечном направлении, отвальную вспашку чередуют с безотвальным рыхлением, особенно на легкихпочвах.Обязательныйтехнологическийэлементпривспашке почв, подверженных ветровой эрозии — боронование в агрегате с основным орудием. Сокращение числа обработокявляется основным путем предотвращения распыления верхнего слоя почвы и снижения содержания гумуса и питательныхвеществ.
      Система подготовки почвы включает основную обработку — осеннюю(зяблевую)ипредпосадочную(весеннюю)подготовку и состоит из операций, которые во многом зависят от типапочвы ипредшественника.
      Всевидыпредпосадочнойобработки(боронование,дискование, культивация, перепашка), лущение стерни после озимыхкультур и последующие зяблевые вспашки способствуют созданиюв почве неблагоприятных условийдля развития возбудителей болезней и вредителей  и способствуют уничтожению и подавлениюсорняков.
      В климатических зонах с сильно переувлажнёнными почвами обязательным приёмом является возделывание картофеля на грядах или гребнях. На равнинных массивах с тяжёлыми почвами при наличии бессточных западин необходимо применять систему агромелиоративных мероприятий для активизации внутрипочвенного и поверхностного стока воды. Это способствует снижению развития бактериальных и грибковых заболеваний.
      
      1.3.1 Основные агротехнические требования 
      
      Зяблевую вспашку под картофель проводят плугами с отвалами и предплужниками, а на почвах, подверженных ветровой эрозии, безотвальными корпусами или чизельными плугами. Предпочтительнее использование оборотных плугов, поскольку при их работе пашня получается ровной, без свальных гребней и развальных борозд [8,11].
      При вспашке пласт должен быть полностью перевернут, раскрошен на мелкие комки и уложен без пустот. Пласты почвы от корпусов плуга должны быть одинакового размера, борозда прямолинейной. Искривление рядов пахоты допускается не более 1 м на 500 м длины гона. Заделка растительных остатков, сорных растений и органических удобрений должна быть не менее чем на 95 %.
      Поверхностный слой при зяблевой обработке почвы должен быть рыхлым и мелкокомковатым, мелкие комки  диаметром до  5смдолжнысоставлятьнеменее80–90%отобщегоих весового количества. Поверхность вспаханного поля должна бытьровной, слитной. Не допускаются разрывы между смежными проходами плуга,скрытыеиоткрытыеогрехиинезапаханныеклинья.Высота гребней и глубина развальных борозд должна быть не более 7см.
      При безотвальной пахоте почва должна быть разрыхлена на заданную глубину без оборота пласта и перемешивания горизонтов, поля со склонами (до 5°) обрабатывают поперек склона.
      Послепахотывсехзагоновповоротныеполосыикраяполязапахивают, развальные борозды заделывают, свальные гребни выравнивают.
      Приразмещениикартофеляпослезерновыхиоднолетнихтрав с целью провоцирования на прорастание семян сорняков перед зяблевой вспашкой допустимый разрыв между уборкой и лущением — не более одного дня.
      В зависимости от засоренности поля и предшествующейкуль- туры применяют различные орудия. На участках, засоренных преимущественно однолетними сорняками, поле лущат дисковымиорудиями,азасоренныхкорнеотпрысковымисорняками— лемешными лущильниками. Стерню кукурузы, подсолнечника и других пропашных культур на сильноуплотненных почвах необходимо обрабатывать тяжелыми дисковымиборонами.
      Глубина лущения дисковыми лущильниками должна быть 5–10 см, лемешными — 10–18 см. Ее устанавливают по природно-климатическим зонам    с учетом состояния почвы, видового состава сорняков и высоты стерни. При однократном лущении глубина обработки должна быть в засушливых районах 7–8 см, в увлажненных — 5–6 см. При лущении во взаимно перпендикулярных направлениях первое проводят на глубину 5–7 см, второе (после прорастания корнеотпрысковых сорняков) — на глубину 8–10 см. При трехкратном послойном лущении первое проводят сразу после уборки на глубину 5–7 см, второе — после всходов сорняков, третье — че- рез 20–25 дней после второго на глубину 8–10см.
      Отклонение средней фактической глубины обработки от заданной должна составлять для лущильников: дисковых — не более ±1,5 см, лемешных—неболее±2см.Сорныерастениядолжныбытьполностью подрезаны, количество незаделанной стерни допускается до 4 %. Насклонахнезависимоотразмеровполяитипаагрегаталущати дискуют почву только поперек склонов или по направлению горизонталей сложныхсклонов.
      Ранневесеннее боронование зяби проводят только с наступлением спелости почвы. Количество следов боронования выбирают исходя из состояния почвы. На легких рыхлых почвах достаточно боронования в один след. На почвах влажных, заплывающих боронуют в два следа средними или тяжелыми боронами.
      Науплотненныхпочвахвместо ранневесеннегоборонованияпроводят мелкуюкультивациюна глубину 5–6 см с боронованиемзубовыми боронами, которые выравнивают поверхность поля, улучшают крошение почвы и вычесывают сорняки. Культивируют поперек илиподугломкнаправлениювспашки,научасткахсвыраженным рельефом — поперек направления склона или погоризонталям.
      Поверхность поля после культивации должна быть ровной и слитной, высота гребней и глубина борозд — не более 4 см. Извлечение нижних слоев почвы на поверхность при культивации не допускается. Глубина обработки 12–13 см. Количество почвенных агрегатов размером до 25 мм должно составлять не менее 90 %.
      По окончании культивации обрабатывают поворотныеполосы в поперечном направлении, не оставляя огрехов и необработанныхучастков.
   
   
      1.3.2 Машины и орудия для подготовки почвы
      
      Для выполнения основной обработки почвы ЗАО «Колнаг» [38] поставляет оборотные плуги,навесные и полунавесные, оборудованные: ступенчатой или бесступенчатой регулировкой ширины захвата корпусов; механической или гидравлической системой защиты от камней; лемехами с особо прочным плазменным покрытием (производства компаний RAbE и LEMKEn, рис. 1.2).
         

Рисунок 1.2 - Полунавесной оборотный плуг
      
      Длявыполнениякачественнойвспашкивразличныхпочвенно– климатическихусловияхбезобразованиясвальныхгребней иразвальных борозд, с полной заделкой зеленого слоя растений на дно бороздыпредлагаетсяширокийвыборотвалов,дисковыхножей,предплужников и прочих дополнительныхустройств.
      Для обработки почвы применяют как ранее выпущенные ипроизводимыевнастоящеевремямашиныиорудияразличного назначения. Среди них: лущильники дисковые серии ЛДГ с различной шириной захвата производительностью от 5 до 15 га/ч; бороны дисковые серий БДН и БДТ  производительностью  от 2,4 до 8 га/ч; плуги 3–8–ми корпусные серий ПЛН и ПОН производительностью от 0,7 до 2,4 га/ч. Агрегатируются с тракторами тяговых классов от 0,9 до5.
       Для сплошной предпосадочной подготовки почвы и нарезки гребней ЗАО «Колнаг» выпускает вертикально–фрезерные культиваторы серииPKE 300 (рис. 1.3) и культиватор–гребнеобразователь RsF 2000 (рис. 1.3а).
Рисунок 1.3 - Культиватор вертикально-фрезерный РКЕ 300 на предпосадочной подготовке почвы (вверху) и его рабочие органы (снизу).
      Вертикально-фрезерный культиватор РКЕ 300 (рис. 1.3, табл.1.2) применяется в основном, на суглинистых почвах во всех почвенно-климатических зонах страны, где возделывается картофель.
      Вертикально–фрезерный культиватор является навесной машиной и агрегируется с тракторами тяговых классов 1,4–2,0, имеющиенезависимыйвалотбора   мощности   (ВОМ). По специальному заказу культиватор может укомплектоваться редуктором с валом, позволяющим устанавливать его на переднее навесное устройство трактора. Культиватор используется на ровных участках и склонах до 8 градусов. Твердость почвы должна быть не выше 1МПа. Применяется культиватор только после основной обработкипочвы.
      Культиватор состоит из несущей балки, ножей, механизма навески, редуктора, выравнивающего бруса, прикатывающего катка, механизмы регулировки глубины и защиты от камней. Несущая балка служит картером шестеренчатых передач крутящего момента к ножам. К ней крепятся узел навески и остальные узлы машины, в том числе выравнивающий брус и механизмы регулирования глубины обработки и защиты от камней. Ножи имеют вертикальную ось вращения и крепятся на валах с держателем. Дляизменениячислаоборотовножейв зависимости отусловийработынакультиваторе заменяются шестерни, имеющие разные цвета окраски. Правильные установка частоты вращения роторных рыхлителей, выбор скорости движения трактора и регулировка положения выравнивающего бруса обеспечат качественную обработкупочвы.
      
      
      
      
      
      Таблица1.2 - Основныетехническиеданныевертикально–фрезерногокультиватораPKE 300
№
Наименование параметра
Величина
1
Привод
от ВОМ трактора, 540, 1000 об/мин
2
Производительность за один час основного времени, га
1,0
3
Производитель.......................