Эффективность применения шин низкого давления при возделывании озимого ячменя
- Авторы: Труфляк Е.В.1, Бухарцев М.С.2, Сотников Д.А.2
-
Учреждения:
- Кубанский государственный аграрный университет
- Кубанский ГАУ
- Выпуск: Том 32, № 4 (2022)
- Страницы: 567-587
- Раздел: Технологии, машины и оборудование
- Статья получена: 19.06.2025
- Статья одобрена: 19.06.2025
- Статья опубликована: 23.06.2025
- URL: https://ogarev-online.ru/2658-4123/article/view/297145
- DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202204.567-587
- ID: 297145
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Отсутствие комплексного анализа влияния шин низкого давления на рост и развитие зерновых культур (размерно-массовые характеристики различных частей растений, болезни и т. д.), урожайность по следу и вне следа с использованием наземных измерений, снимков с беспилотного летательного аппарата и из космоса остается актуальной проблемой. Цель работы – определить с использованием цифровых технологий, дистанционных и наземных измерений, на какой из элементов структуры урожая и на каком этапе оказывает наибольшее влияние давление в шинах при возделывании озимого ячменя.
Материалы и методы. Наземный мониторинг всходов проводился с использованием стандартных методик полевого оыта. Дистанционный мониторинг всходов выполнялся в течение вегетации озимого ячменя беспилотными летательными аппаратами (Phantom 4 Pro, Mavic 2 Enterprise Dual) и космоснимками (системы OneSoil,SkyScout).
Результаты исследования. В результате проведенного в течение одного года исследования доказана эффективность применения шин низкого давления при возделывании озимого ячменя. При сравнении эффективности использования шин низкого давления с шинами стандартного давления получили повышение биологической урожайности на 4,4 %, комбайновой – на 9,5 %.
Обсуждение и заключение. Определено, что давление в шинах оказывает влияние на рост и развитие озимого ячменя, развитие болезней, а также урожайность. При этом заметна разница показателей при движении шины по следу и вне следа. Таким образом, важным вопросом интенсификации сельскохозяйственного производства, наряду с использованием современных технологий и технических средств, высоко-продуктивных сортов и гибридов, средств защиты растений, является использование шин низкого давления.
Ключевые слова
Полный текст
Введение
Повышение урожайности зерновых колосовых культур является важной задачей продовольственной безопасности страны. В настоящее время невозможно получать хорошие результаты без использования мощных тракторов и широкозахватных сельскохозяйственных машин, давление шин которых оказывает влияние на урожайность возделываемых культур.
Актуальным вопросом является изучение возможности повышения урожайности зерновых колосовых культур за счет использования шин низкого давления.
Цель работы – определить с использованием цифровых технологий, дистанционных и наземных измерений, на какой из элементов структуры урожая и на каком этапе оказывает наибольшее влияние давление в шинах при возделывании озимого ячменя.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- Выбор поля, опытного и контрольного экспериментальных участков.
- Анализ зон продуктивности, агрохимического обследования почв, урожайности культур поля до проведения эксперимента.
- Обоснование границ и размеров опытного и контрольного экспериментальных участков.
- Подготовка агрегатов, обоснование и контроль давления шин, сопровождение технологических операций дискования стерни, отбора проб почвы, внесения удобрений, дискования после внесения удобрений, посева, прикатывания посева, внесения жидких удобрений, внесения гербицидов и фунгицидов.
- Проведение наземного и дистанционного мониторинга всходов в течение вегетации озимого ячменя.
- Анализ результатов исследований.
Обзор литературы
В университете Харпера Адамса (Великобритания) изучалось влияние способа движения и обработки почвы на урожайность озимой пшеницы и свойства почвы [1]. Целью данного исследования являлась обработка с произвольным движением (RTF); использованием низкого давления на грунт (LGP); обработка контролируемым движением (CTF) с различными системами обработки почвы. Рост и урожайность сельскохозяйственных культур изучали с помощью анализа фотографий и собранного урожая. CTF увеличил урожайность во всех системах обработки почвы.
Целью исследования в другой работе было определение влияния гусениц и шин на физические свойства почвы [2]. Сравнили влияние резиновых гусениц (Challenger 765C), стандартных шин и шин LGP (Massey Ferguson 8480). Стандартные шины и шины LGP были накачаны до высокого давления (1,2 бар спереди; 1,5 бар сзади) и низкого давления накачки (0,7 бар спереди и сзади). Давление почвы измерялось с помощью тензометрических датчиков давления на глубине 300 мм в центре колеса. Данные были собраны с использованием системы National Instruments CompactRIO и зарегистрированы с помощью программного обеспечения Virtual Instrument на портативном ПК. Физические свойства почвы определялись с помощью конусного пенетрометра. Пиковое давление почвы под резиновыми гусеницами (0,27 бар) было значительно ниже.
Изучено влияния глубокой, мелкой и нулевой обработки почвы с обычным и низким давлением в шинах и регулируемыми системами движения на урожайность озимой пшеницы, озимого ячменя и ярового овса. Результаты показывают, что урожайность при нулевой обработке почвы была ниже, чем при глубокой и мелкой обработке почвы для всех культур с общим снижением на 1,0 т/га ниже среднего значения при глубокой и мелкой обработке почвы [3].
Системы низкого давления на грунт (LGP) могут способствовать случайному перемещению и часто используются для доступа к полям во время влажных условий, сводя к минимуму негативные последствия дорожного движения. Междисциплинарный долгосрочный проект, созданный в Университете Харпера Адамса (Великобритания) в октябре 2011 года, изучал воздействие дорожного движения и обработки на реакцию почвы, урожая и энергии в рандомизированном и повторном исследовании для определения влияния случайного движения (RTF), управляемого движения (CTF) и низкого давления на грунт (LGP) системы с глубокой, мелкой и нулевой обработкой почвы. Целью этого исследования является разработка интегрированной системы механизации для оптимизации почвенных и водных ресурсов, роста урожая, урожайности, производительности системы и экономики в коммерческой сельскохозяйственной практике [4].
В диссертации Э. К. Смит представлены обобщенные материалы по влиянию сельскохозяйственного транспорта и обработки почвы на физические свойства почвы и урожай1.
В. А. Русанов в монографии и В. Ю. Ревенко в диссертации рассмотрели вопросы почвенного уплотнения, а также пути его устранения2.
Рассмотрены задачи разработки конструкции опорного колеса с широкопрофильной шиной переменного давления, проведен анализ и моделирование различных широкопрофильных конструкций шин опорных колес [5; 6].
Теоретически обосновано использования крупногабаритных шин низкого давления [7].
К. А. Зеленов в диссертации рассмотрел работу трактора ЛТЗ-155 и плуга ПЛН-5-35 с шинами низкого давления и пришел к выводу, что они позволяют снизить буксование и улучшить тяговые свойства3.
Компания «Авион» в 2016 г. совместно с Воронежским ГАУ исследовала влияния шин сверхнизкого давления на урожайность и качество озимой пшеницы4. В результате получено, что уровень снижения урожайности зависит от фазы развития растений. В фазу кущения снижение урожайности растений по следу колес не происходило. Растения, примятые колесами машины в фазу трубкования и колошения, дают урожай, но на 11 и 29 % ниже контроля.
Показано, как влияет на ходовую часть в тракторах низкое давление в шинах, предложены пути повышения эксплуатационных качеств машин5 [8].
Ю. Н. Сыромятников резюмирует, что один из самых простых и эффективных способов снизить давление трактора на почву – уменьшение давления в шинах [9].
Предложено устройство, позволяющее производить автоматическое изменение давления в шинах [10]. Представлен анализ и алгоритм воздействия ходовых систем на почву6.
Влияние ходовых систем на почву освещено и в других статьях [11–14]. Испытаниям шин низкого и сверхнизкого давления посвящены работы7 [15; 16].
А. А. Лопарев еще в 1984 г. изучал влияние факторов ходовых систем тракторов тягового класса 1,4 на свойства дерново-подзолистых суглинистых почв8. Комплексные результаты расширенного исследования отражены в его диссертации9. Однако за прошедшие 20 лет мировые производители шин выпустили новые модели, которые используются в различных почвенно-климатических условиях. Появились новые высокоточные дистанционные цифровые инструменты, которые были не доступны ранее. При этом проведены исследования только для тракторов тягового класса 1,4 на дерново-подзолистых суглинистых почвах.
Обзор литературных источников, связанных с использованием шин низкого давления, показывает актуальность изучения данного вопроса как научно-образовательными организациями, так и производителями шин. Выполняются теоретические и экспериментальные исследования в России и за рубежом применительно к возделыванию сельскохозяйственных культур. Однако отсутствует глубокий комплексный анализ влияния шин низкого давления, установленных на тракторах различных мощностей, на рост и развитие культур (размерно-массовые характеристики различных частей растений, развитие болезней и т. д.) по следу и вне следа с использованием наземных измерений, снимков с беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и из космоса.
Материалы и методы
Эксперимент по оценке эффективности применения шин низкого давления MICHELIN AXIOBIB2, технологии изготовления MICHELIN Ultraflex при возделывании озимого ячменя проводился на поле 155 га в Гиагинском районе Республики Адыгея с 12 октября 2021 г. по 4 июля 2022 г.
Предварительно перед выбором поля выполнен анализ интегральных зон поля с 21.03.2013 г. в платформе SkyScout. Всего рассмотрено 1090 снимков, отобрано 82. В системе OneSoil выполнен анализ зон продуктивности с 2016 по 2021 гг.
Анализируя интегральные зоны и зоны продуктивности, можно заметить их примерное совпадение. Однако в системе SkyScout они занимают 27,2 га, а в системе OneSoil 51,2 га.
Выполнена обрисовка зон высокой продуктивности платформ SkyScout и OneSoil в системе КОМПАС 3D и их наложение друг на друга (рис. 1).
Fig. 1. Zones of the experimental field: a) integral; b) productivity
Анализируя результаты картирования урожайности озимой пшеницы за 2020 г., сделан вывод, что варьирование в зоне высокой продуктивности составляет от 7 до 9 т/га, низкой 3–6 т/га (рис. 2).
Fig. 2. Map of winter wheat yield (2020, data of Agro-Soft LLC)
По результатам агрохимобследования до проведения экспериментальных исследований на поле содержание калия и фосфора в зоне продуктивности высокое, кроме нижней левой части для калия (рис. 3).
Fig. 3. Results of agrochemical survey before the experiment (data of LLC «Agro-Soft»)
В целом по полю значение марганца очень высокое, кобальта повышенное, кальция высокое, гумуса среднее, меди среднее, магния низкое, цинка очень низкое.
Проведя предварительную аэрофотосъемку, заметили наличие вымочек (рис. 4), которые так же были видны на космоснимках при анализе вегетации за предыдущие годы.
Fig. 4. Relief areas of the experimental field (flooded areas)
В результате поле разделили на части так, чтобы опыт 43 га (использовались шины низкого давления) и контроль 43 га (использовались шины стандартного давления) были в однородной зоне, а неоднородный участок не задействовали в эксперименте (рис. 5).
Fig. 5. Experimental field
Для обоснования давления в шинах на опыте трактор с сельхозмашиной перед каждой технологической операцией взвешивался (рис. 6).
Fig. 6. Weighing of John Deere 8430 + Lemken Rubin 9
Осуществлялись следующие технологические операции (рис. 7):
удобрений; дискование после внесения удобрений; второй ряд – посев; прикатывание посевов;
внесение жидких удобрений
application; disking after fertilizer application; second row is seeding; rolling; spreading liquid fertilizer
– дискование стерни (трактор John Deere 9520 и дисковая борона John Deere-650 (2.10.2021 г.): шины не участвовали в эксперименте);
– внесение удобрений (трактор John Deere 7830 и разбрасыватель удобрений Amazone ZА-ТS 3200 (13.10.2021 г.): давление шин (опыт) Ро = 1 бар; давление шин (контроль) Рк = 1,6 бар);
– дискование после внесения удобрений (трактор John Deere 8430 и дисковая борона Lemken Rubin 9 (13.10.2021 г.): Ро = 0,6 бар; Рк = 1,4 бар);
– посев (трактор John Deere 7830 и сеялка John Deere 9400 (c 17.10.2021 по 18.10.2021 г.): Ро = 0,6 бар; Рк = 1,2 бар);
– прикатывание посевов (трактор John Deere 7830 и каток Cambridge CV500P (20.10.2021 г.): Ро = 0,6 бар; Рк = 0,6 бар; обработка производилась по диагонали поля);
– внесение жидких удобрений (опрыскиватель John Deere 4730 (27.02.2022 г.): Ро = 0,6 бар (передние); Ро = 0,8 бар (задние); Рк = 1,4 бар (передние); Рк = 1,4 бар (задние));
– внесение гербицидов и фунгицидов (опрыскиватель John Deere 4730: Ро = Рк = 2,5 бар).
Выполнялись наземные измерения количества и высоты растений; количества листьев в растении; массы растения; длины и ширины корневой системы; показания N-тестера и индекса NDVI; поражения растений болезнями и др.
Дистанционно с использованием БПЛА Phantom 4 Pro и Mavic 2 Enterprise Dual производилась съемка полей для получения ортофотоплана и биоиндекса.
Космоснимки систем OneSoil и Sky-Scout позволяли в целом анализировать вегетацию на всем поле, изменение индекса вегетации, созревание культуры.
Результаты исследования
Сравним основные размерно-массовые характеристики растений в процессе их вегетации на опыте и контроле по следу.
Измерения производились в фазах всходов 2–3 листьев (17.11.2021 г.); начала кущения (22.12.2021 г.); кущения (25.02.2022 г.); колошения (5.04.2022 г.); молочной спелости (20.05.2022 г.). В таблице 1 представлены только среднеарифметические значения исследуемых показателей по данным фазам (результаты статистических данных не представлены из-за большого объема информации).
Таблица 1 Сводные результаты
Table 1 Summary results
Показатель / Indicator | Опыт / Experience | Контроль / Control | ||
по следу / within the track | вне следа / off the track | по следу / within the track | вне следа / off the track | |
Количество растений, шт. / Number of plants, pcs: |
|
|
|
|
17.11.2021 (1 м2) | 200 | 172 | 157 | 210 |
22.12.2021 (1 п. м.) | 25 | 32 | 28 | 30 |
5.04.2022 г (1 п. м.) | 31 | 28 | 30 | 20 |
Высота растений, мм / Plant height, mm: |
|
|
|
|
17.11.2021 | 66 | 67 | 58 | 64 |
22.12.2021 | 112 | 134 | 117 | 106 |
5.04.2022 | 201 | 223 | 193 | 207 |
Проективное покрытие (22.12.2021) / Projective cover (22.12.2021) | 0,031 | 0,036 | 0,020 | 0,024 |
Количество листьев в растении, шт. / Number of leaves in the plant, pcs: |
|
|
|
|
22.12.2021 | 4,0 | 3,7 | 3,5 | 3,8 |
5.04.2022 | 22,2 | 25,0 | 21,5 | 24,4 |
Масса растения, г / Weight of the plant, g: |
|
|
|
|
22.12.2021 | 0,3 | 0,4 | 0,3 | 0,35 |
25.02.2022 | 1,88 | 1,82 | 1,6 | 1,93 |
Длина корневой системы, мм / Root system length, mm: |
|
|
|
|
22.12.2021 | 77 | 83 | 71 | 73 |
5.04.2022 | 112 | 112 | 114 | 118 |
Ширина корневой системы, мм / Root system width, mm: |
|
|
|
|
22.12.2021 | 4,7 | 4,6 | 3,0 | 3,4 |
5.04.2022 | 7,6 | 8,2 | 8,6 | 9,0 |
Показания N-тестера, ед. / N-tester indications, units: |
|
|
|
|
17.11.2021 | 461 | 488 | 437 | 446 |
22.12.2021 | 528 | 581 | 515 | 484 |
25.02.2022 | 578 | 611 | 604 | 622 |
Показания NDVI / NDVI indications: |
|
|
|
|
22.12.2021 | 0,15 | 0,15 | 0,14 | 0,15 |
25.02.2022 | 0,49 | 0,53 | 0,47 | 0,52 |
Доля листьев, пораженных ринхоспориозом, % (25.02.2022) / Share of leaves affected by rhinchosporiosis, % (25.02.2022) | 2,9 | 1,8 | 4,0 | 1,3 |
Раскущенность, шт. / Spread, pcs: |
|
|
|
|
22.12.2021 | 1,9 | 1,9 | 1,4 | 1,4 |
25.02.2022 | 4,6 | 4,3 | 1,6 | 1,9 |
5.04.2022 | 4,4 | 5,0 | 5,1 | 5,6 |
Можно видеть в опыте по следу следующие результаты:
– количество растений: увеличение на 27 % (17.11.2021 г.), снижение на 12 % (22.12.2021 г.), увеличение на 3 % (5.04.2022 г.);
– высота растений: увеличение на 14 % (17.11.2021 г.), снижение на 4 % (22.12.2021 г.), увеличение на 4 % (5.04.2022 г.);
– количество листьев в растении: больше на 14 % (22.12.2021 г.), на 3 % (5.04.2022 г.);
– масса растения: рост на 18 % (25.02.2022 г.);
– длина корневой системы: больше на 8 % (22.12.2021 г.), меньше на 2 % (5.04.2022 г.);
– ширина корневой системы: выше на 57 % (22.12.2021 г.), ниже на 13 % (5.04.2022 г.);
– показания N-тестера: выше на 5 % (17.11.2021 г.), на 3 % (22.12.2021 г.); ниже на 4 % (25.02.2022 г.);
– показания NDVI: больше на 7 % (22.12.2021 г.), на 4 % (25.02.2022 г.);
– доля листьев, пораженных ринхоспориозом: ниже на 38 % (25.02.2022 г.);
– раскущенность: больше на 36 % (22.12.2021 г.), больше в 2,9 раза (25.02.2022 г.), меньше на 16 % (5.04.2022 г.).
На контрольном участке распространение сетчатой пятнистости на небольшом удалении от колеи составило 51 %, а развитие 13 % (данные Ю. В. Подушина). На опытном участке распространение 95 %, развитие 32 %. Различия между вариантами по распространению и развитию сетчатого септориоза были существенными. В опыте распространение инфекции было на 44 % выше, чем в контроле; развитие пятнистости – на 19 %. Развитие инфекции в обоих случаях не превышало экономический порог вредоносности.
Рассматривали проективное покрытие в соответствующих точках измерений в фазе начало кущения (22.12.2021 г.). Показатель проективного покрытия по следу на опытном участке выше, чем на контрольном, на 55 %; вне следа на опыте так же выше, чем на контроле на 50 % (табл. 1, рис. 8). При этом наблюдается высокая вариация признака на контроле (более 20 %) и высокая ошибка (более 7–8 %).
Fig. 8. Projective cover in point 1 (data of V. E. Kuryan)
Определяли вегетацию озимого ячменя по космоснимкам в системе OneSoil с 7 января по 25 апреля 2022 г. в безоблачные дни (рис. 9). Далее происходило снижение индекса вегетации. До 24 февраля виден рост вегетации по опыту на 3–6 %, а затем вегетация одинаковая.
Fig. 9. Dynamics of vegetation index in experimental and control fields
С 12 мая происходит созревание урожая – индекс NDVI начинает снижаться, поэтому дальше не сравниваем вегетацию.
На 11.06.2022 г. средний NDVI по опыту 0,48; по контролю 0,49 (в среднем по всему полю 0,48), то есть созревание на опыте происходит быстрее на 2 %; неоднородность NDVI по опыту 0,05; по контролю 0,03 (в среднем 0,05), то есть неоднородность выше на опыте.
На 16.06.2022 г. средний NDVI по опыту 0,29; контролю 0,28, то есть созревание на контроле происходит быстрее на 4 %; неоднородность NDVI по опыту 0,08; по контролю 0,03, то есть неоднородность выше на опыте.
Отбор проб почвы осуществлялся 13.10.2021 г. автоматизированным пробоотборником (рис. 10) с перемещением по заданным координатам (рис. 11).
Fig. 10. Automated sampler (LLC Agro-Soft)
Представлены данные по показателям, гранулометрическому составу почвы, низкой обеспеченности почвы элементами питания (табл. 2, рис. 12).
Таблица 2 Результаты агрохимического обследования почвы (SGS Лаборатория)
Table 2 Results of agrochemical soil survey (SGS Laboratory)
Показатель / Indicator | Опыт (треки) / Experience (tracks) | Контроль (треки) / Control (tracks) | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Влажность завядания, см3 воды / см3 почвы / Wilt moisture, cm3 water / cm3 soil | 0,281 | 0,336 | 0,313 | 0,335 | 0,287 | 0,296 |
Наименьшая влагоемкость, см3 воды / см3 почвы / Least moisture capacity, cm3 of water / cm3 of soil | 0,443 | 0,487 | 0,467 | 0,486 | 0,448 | 0,455 |
Плотность почвы, г/см3 / Soil density, g/cm3 | 1,209 | 1,184 | 1,201 | 1,187 | 1,207 | 1,203 |
Полная влагоемкость, см3 воды / см3 почвы / Total moisture capacity, cm3 of water / cm3 of soil | 0,544 | 0,553 | 0,547 | 0,552 | 0,544 | 0,546 |
Коэффициент фильтруемости, мм/час / Filterability coefficient, mm/hour | 2,939 | 2,792 | 2,558 | 2,712 | 2,853 | 2,784 |
Доступная влага см3 воды / см3 почвы / Available moisture cm3 water / cm3 soil | 0,162 | 0,151 | 0,154 | 0,151 | 0,161 | 0,159 |
Глина, % / Clay, % | 48,3 | 56,5 | 53,1 | 56,4 | 49,2 | 50,6 |
Ил, % / Silt, % | 47,5 | 40,1 | 39,8 | 39,1 | 46,1 | 44,6 |
Песок, % / Sand, % | 4,2 | 3,4 | 7,1 | 4,5 | 4,7 | 4,8 |
Обеспеченность почвы элементами питания (низкая) / Soil supply with nutrients (low): |
|
|
|
|
|
|
Орг. в-во, % / Organic matter, % | 3,9 | – | – | – | – | – |
Zn, мг/кг / Zn, mg/kg | 5,6 | 7,6 | 7,0 | 9,0 | 5,6 | 10,9 |
S, мг/кг / S, mg/kg | – | 15,7 | 16,9 | 17,2 | – | – |
Na, мг/кг / Na, mg/kg | – | 44,5 | 44,3 | – | – | – |
Fig. 12. Photo of the frame before (a) and after (b) cutting the stems
Урожайность озимого ячменя определялась 3 способами: биологическим, комбайновым (данные с весовой) и с использованием картирования урожайности комбайна.
Биологическая урожайность определялась 29.06.2022 г. путем среза всей массы в рамке площадью 1 м2 (размер 0,7×1,43 м по ширине колеи). Срезы производились в шести точках по следу и шести точках вне следа на опытном и контрольном участках (рис. 12).
Далее собранный материал нумеровался (рис. 13) и обрабатывался 30.06.2022 г. на опытной станции учебно-опытного хозяйства Кубанского ГАУ «Кубань».
Fig. 13. Samples for processing
В результате анализа данных после обработки получено увеличение на опытном участке в среднем по сравнению с контрольным (табл. 3):
– количество колосьев 6 %;
– длина колоса 2 %;
– масса зерен 20 колосьев 6 %;
– масса зерна с 1 м2 4 %.
Таблица 3 Результаты обработки данных после среза растений с 1 м2
Table 3 Results of data processing after cutting plants from 1 m2
Статистика / Statistics | Кол-во колосьев, шт. / Number of spikes, pcs. | Длина колоса, мм / Spike length, mm | Масса зерна 20 колосьев, г / Grain weight of 20 spikes, g | Масса зерна с 1 м2, кг / Weight of grain from 1 m2, kg | Влажность (Wile 55), % / Moisture (Wile 55), % | Влажность (IM 9500), % / Moisture (IM 9500), % | Натура, г/л / Nature, г/л | Протеин, % / Protein, % | ||||||||
опыт / experience | контроль / control | опыт / experience | контроль / control | опыт / experience | контроль / control | опыт / experience | контроль / control | опыт / experience | контроль / control | опыт / experience | контроль / control | опыт / experience | контроль / control | опыт / experience | контроль / control | |
Среднее / Average | 384 | 362 | 49 | 48 | 37 | 35 | 0,71 | 0,68 | 13,4 | 12,8 | 13,8 | 12,7 | 676 | 681 | 9,1 | 9,1 |
Ст. откл. / Statistical deviation | 37 | 56 | 10 | 10 | 3 | 4 | 0,64 | 0,13 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 21 | 26 | 0,4 | 0,2 |
Коэф. вар., % / Variation coefficient, % | 10 | 16 | 20 | 20 | 9 | 13 | 9 | 18 | 4,8 | 5,0 | 5,0 | 6,5 | 3 | 4 | 4,1 | 2,7 |
Ошиб. выб. сред. / Sampling average error | 11 | 16 | 2 | 2 | 1 | 1 | 0,19 | 0,36 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 6 | 8 | 0,1 | 0,1 |
Относит. ош. выб. сред., % / Relative sampling average error, % | 3 | 4 | 4 | 5 | 3 | 4 | 3 | 5 | 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,9 | 1 | 1 | 1,2 | 0,8 |
Далее сравнение выполнено по следу (рис. 14а) и вне следа (рис. 14b) по опыту и контролю. Можно заметить, что большая часть показателей по следу выше на 4–24 % в опыте, вне следа, наоборот, на 2–13 % выше по контролю.
Fig. 14. Treatment results after cutting the stems: a) along the trail; b) outside the trail
Обсуждение и заключение
В результате получены следующие средние данные по урожайности: биологическая (на 29.06.2022 г.) для опыта Уо =
= 7,1 т/га; для контроля Ук = 6,8 т/га (разница 4,4 %); комбайновая (на 4.07.2022 г.) Уо = 6,9 т/га; Ук = 6,3 т/га (разница 9,5 %).
Исследования длились 10 месяцев. В итоге определено с использованием цифровых технологий, дистанционных и наземных измерений, что давление в шинах оказывает влияние на рост озимого ячменя, развитие болезней, а также урожайность. При этом заметна разница показателей по следу движения шины и вне следа. Таким образом, важным вопросом интенсификации сельскохозяйственного производства, наряду с использованием современных технологий и технических средств, высокопродуктивных сортов и гибридов, средств защиты растений, является использование шин низкого давления.
Полученные результаты близки к исследованиям британских ученых из университета Харпера Адамса, которые проводили эксперименты в течение 9 лет на шинах низкого давления MICHELIN Ultraflex с различными технологиями обработки почвы.
Показанная в статье методика будет распростанена и на другие регионы с различными почвенно-климатическими условиями.
1 Smith E. K. The Effect of Agricultural Traffic and Tillage on Soil Physical Properties and Crop Yields : A thesis Submitted in Partial Fulfilment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy. Newport, 2017. 242 p. URL: https://hau.repository.guildhe.ac.uk/id/eprint/17337/ (дата обращения: 10.09.2022).
2 Русанов В. А. Проблема переуплотнения почв движителями и эффективные пути ее решения : моногр. М. : ВИМ, 1998. 368 с. ; Ревенко В. Ю. Повышение эффективности машинно-тракторных агрегатов с колесными тракторами классов 1,4, 2 и 3 на основе оптимизации параметров движителей : дис. ... канд. техн. наук. Москва, 2006. 182 с.
3 Зеленов К. А. Повышение тягово-сцепных свойств колесных полноприводных тракторов регулированием давления воздуха в шинах : дис. … канд. техн. наук. Саратов, 2003. 178 c.
4 Мязин Н. Г. Исследование о влиянии шин сверхнизкого давления на урожайность и качество озимой пшеницы [Электронный ресурс]. URL: https://avion-agro.ru/research_articles?mode=view&post_id=1490286 (дата обращения: 10.09.2022).
5 Ходовые системы тракторов / В. М. Забродский [и др.]. М. : Агропромиздат, 1986. 269 с. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001335506 (дата обращения: 10.09.2022).
6 Козлов Д. Г., Остриков В. В. Анализ путей снижения негативного влияния колесных движителей на физико-механические свойства почвы и тяговые качества трактора // Наука и образование в современных условиях : мат. междунар. науч. конф. Воронеж, 2016. С. 230–241. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26102667 (дата обращения: 10.09.2022).
7 Щеголихина Т. А., Гольтяпин В. Я. Самоходные энергетические средства для внесения удобрений и средств защиты растений на шинах низкого давления // Инженерные решения для агропромышленного комплекса : мат. Всерос. науч.-практ. конф. Рязань : Изд-во РГАУ, 2022. С. 196–201. URL: http://www.rgatu.ru/archive/sborniki_konf/24_03_22/programma.pdf (дата обращения: 10.09.2022) ; Аникин Н. В., Дорофеева К. А. Основные преимущества использования шин низкого давления в агропромышленном комплексе // Перспективные технологии в современном АПК России: традиции и инновации : мат. 72 Междунар. науч.-практ. конф. Рязань : Изд-во РГАУ, 2021. С. 115–118.
8 Лопарев А. А. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов ходовой систем тракторов МТЗ-80, МТЗ-82 на свойства дерново-подзолистых суглинистых почв : дис. … канд. техн. наук. Киров, 1984. 241 c. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01003435726 (дата обращения: 10.09.2022).
9 Лопарев А. А. Повышение эффективности колесных универсально-пропашных тракторов тягового класса 1,4 в растениеводстве путем совершенствования конструктивных параметров движителей и оптимизации технологических режимов : дис. … д-ра. техн. наук. Киров, 2003. 475 c. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01002624033 (дата обращения: 10.09.2022).
Об авторах
Евгений Владимирович Труфляк
Кубанский государственный аграрный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: trufliak@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4914-0309
Scopus Author ID: 57188716454
ResearcherId: D-1301-2018
заведующий кафедрой эксплуатации и технического сервиса, руководитель центра прогнозирования и мониторинга в области точного сельского хозяйства, автоматизации и роботизации, доктор технических наук, профессор
Россия, 350044, г. Краснодар, ул. им. Калинина, д. 13Михаил Сергеевич Бухарцев
Кубанский ГАУ
Email: 10ovi@mail.ru
студент 5 курса
Россия, 350044, г. Краснодар, ул. им. Калинина, д. 13Денис Андреевич Сотников
Кубанский ГАУ
Email: inspaike1337@gmail.com
студент 5 курса
Россия, 350044, г. Краснодар, ул. им. Калинина, д. 13Список литературы
- Effects of Traffic and Tillage on Crop Yield (Winter Wheat Triticum Aestivum) and the Physical Properties of a Sandy Loam Soil [Электронный ресурс] / E. K. Smith [et al.] // American Society of Agriculturaland Biological Engineers. 2014. doi: https://doi.org/10.13031/aim.20141912652
- Effect of Tracks and Tyres on Soil Physical Properties in a Sandy Loam Soil [Электронный ресурс] / E. K. Smith [et al.] // American Society of Agricultural and Biological Engineers. 2014. doi:https://doi.org/10.13031/AIM.20141912659
- Summary of the Effects of Three Tillage and Three Traffic Systems on Cereal Yields Over a Four-Year Rotation / R. J. Godwin [et al.] // Aspects of Applied Biology. 2017. Vol. 134. P. 233–242. doi: https://doi.org/10.13031/AIM.201701652
- An Investigation into the Effect of Traffic and Tillage on Soil Properties and Crop Yields [Электронный ресурс] / E. K. Smith [et al.] // American Society of Agricultural and Biological Engineers.2013. doi: https://doi.org/10.13031/AIM.20131597846
- Исследование базовых характеристик шин сверхнизкого давления / Л. В. Барахтанов [и др.] // Труды НГТУ им. Р. Е. Алексеева. 2012. № 2. С. 172–178. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17956536 (дата обращения: 10.09.2022).
- Моделирование пневмоколесного движителя сверхнизкого давления. Расчетное исследование базовых характеристик / И. А. Соколов [и др.] // Журнал автомобильных инженеров. 2021. № 1.С. 26–29. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21971966 (дата обращения: 10.09.2022).
- Кравченко В. А., Яровой В. Г., Меликов И. М. Характер деформирования крупногабаритных шин низкого давления движителей тракторов класса 5 // Научный журнал КубГАУ. 2017. № 132.С. 1230–1241. doi: https://doi.org/10.21515/1990-4665-132-098
- Влияние величины давления воздуха в шинах колес на геометрические параметры пятна контакта при взаимодействии с опорной поверхностью / Ю. А. Ким [и др.] // Труды БГТУ.2018. № 2. С. 308–312. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35358404 (дата обращения:10.09.2022).
- Сыромятников Ю. Н. Пути снижения удельного давления колесных движителей на почву // Сельское хозяйство. 2017. № 4. С. 95–103. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36297585 (дата обращения: 10.09.2022).
- Автоматическое устройство для регулирования давления воздуха в шинах энергонасыщенных тракторов с блокированным приводом осей / Ю. Г. Горшков [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. 2011. Т. 78, № 12. С. 9–12. doi: https://doi.org/10.17816/0321-4443-69238
- Белокуренко С. А., Гейнрих И. О. Оптимизация конструктивных и эксплуатационных параметров машинно-тракторных агрегатов с учетом уплотняющего воздействия ходовых систем на почву // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2006. № 4. С. 53–58. URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=10366329 (дата обращения: 10.09.2022).
- Зырянов А. П., Пятаев М. В., Кузнецов Н. А. Снижение воздействия колес трактора на почву // Вестник КрасГАУ. 2014. № 4. С. 223–227. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21621518 (дата обращения: 10.09.2022).
- Окунев Г. А., Астафьев В. Л., Кузнецов Н. А. Снижение последействия машинных агрегатов на почву // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 12. С. 43–47. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27519037 (дата обращения: 10.09.2022).
- Экспериментальная оценка тягово-сцепных качеств широкопрофильной шины / С. Д. Зайцев [и др.] / Тракторы и сельхозмашины. 2010. Т. 77, № 8. С. 25–27. URL: https://journals.eco-vector.com/0321-4443/article/view/68946/ru_RU (дата обращения: 10.09.2022).
- Прядкин В. И. Вибронагруженность энергосредства на шинах сверхнизкого давления // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2012. № 5. С. 29–30. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21374288 (дата обращения: 10.09.2022).
- Тягово-сцепные качества высокоэластичных шин сверхнизкого давления / С. Д. Зайцев [и др.] // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. № 9. С. 29–31. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=11628396 (дата обращения: 10.09.2022).
Дополнительные файлы
