vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2018-56-1-75-86vestiag-282Research ArticleМЕХАНІЗАЦЫЯ І ЭНЕРГЕТЫКАMECHANIZATION AND POWER ENGINEERINGОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ КАТКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИНASSESSMENT OF SOIL PROPERTIES CHANGE UNDER EFFECT OF SOIL CULTIVATING AGRICULTURAL MACHINESОрдаА. Н.OrdaA. N.

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической механики и теории механизмов и машин

D.Sc. (Engineering), Professor

КрукИ. С.KrukI. S.

кандидат технических наук, доцент, декан факультета механизации

D.Sc. (Engineering), Associate Professor

krug_igar@mail.ruНазаровФ. И.NazarauF. I.

ассистент кафедры тех-нологий и механизации животноводства

windor@mail.ruВоробейА. С.VorobeyA. S.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Ph.D. (Engineering)

СелешиА. Б.SelishiA. B.

кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической механики и теории механизмов и машин

Ph.D. (Engineering)

Белорусский государственный аграрный технический университет, МинскThe Belarusian State Agrarian Technical University, MinskНаучно-практический центр Национальной академии наук Беларуси, МинскThe Research and Practical Center of the National Academy of Sciences of Belarus for Mechanization of Agriculture2018020420185617586Copyright © Орда А.Н., Крук И.С., Назаров Ф.И., Воробей А.С., Селеши А.Б., 20182018Орда А.Н., Крук И.С., Назаров Ф.И., Воробей А.С., Селеши А.Б.Orda A.N., Kruk I.S., Nazarau F.I., Vorobey A.S., Selishi A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/282

Качественная и своевременная обработка почвы позволяет заложить основу будущего урожая и снизить затраты на проведение последующих почвообрабатывающих операций. Структурность почвы определяет энергоемкость и качество механической ее обработки. Качество обработки почвы определяется крошением, перемешиванием, выравниванием и уплотнением поверхностного слоя. Для определения данных показателей используются разные математические зависимости, которые позволяют провести расчет с различной степенью точности. Статья посвящена анализу существующих и разработке новых зависимостей, позволяющих определить качественные показатели состояния почвы до и после воздействия на нее рабочих органов сельскохозяйственных агрегатов. В статье выполнен анализ существующих зависимостей, позволяющих определить степень влияния воздействия катков сельскохозяйственных машин на почву. В результате исследований обоснована возможность использования формулы Розина-Раммлера для определения степени крошения почвы и получена зависимость между напряжением и коэффициентом пористости для обоснования оптимального давления при воздействии на почву почвообрабатывающих катков. Полученные результаты дополняют теорию взаимодействия почвообрабатывающих катков на почву и могут использоваться при проектировании комбинированных почвообрабатывающих сельскохозяйственных агрегатов.

High-quality and timely soil cultivation allows forming the basis of the future crop and reducing costs of subsequent tillage operations. The structure of soil determines the energy intensity and quality of its mechanical treatment. The quality of soil treatment is determined by crumbling, mixing, leveling and compacting of the surface layer. To determine these parameters, different mathematical dependencies are used, allowing for calculation of varied accuracy degree. The article dwells on analysis of the existing and development of new dependencies, allowing to determine qualitative indicators of soil condition before and after the effect of operating units of agricultural machines. The article presents analysis of the existing dependencies, allowing to determine the effect degree of agricultural machines’ rollers on the soil. As a result of the studies, the possibility of using the Rozin-Rammler formula for determining the degree of soil crumbling is substantiated and dependency between stress and porosity coefficient was determined to substantiate the optimum pressure during soil cultivation rollers impact. The obtained results supplement the theory of impact of soil cultivation rollers on soil when designing combined soil cultivation agricultural machines.

 

почваобработкасвойства почвыуплотнениеплотностьуравнениенапряжениедеформацияsoiltreatmentsoil propertiescompactiondensityequationstressdeformationReferencesОценка плодородия почв Белоруссии / Н. И. Смеян [и др.] ; ред. Н. И. Смеян. – Минск : Ураджай, 1989. – 359 с.Smeyan N. I., Zinchenko V. S., Bogdevich I. M., Shibut L. I., Klebanovich V. F., Chernysh A. F., Zen’kovich A. I., Sidorov N. D., Stashkevich L. K., Rzheutskaya G. A. Assessment of soil fertility in Belarus. Minsk, Uradzhay Publ., 1989. 359 p. (in Russian).Медведев, В. В. Оптимизация агрофизических свойств черноземов / В. В. Медведев. – М. : Агропромиздат, 1988. – 160 с.Medvedev V. V. Optimization of agrophysical properties of chernozem soils. Moscow, Agropromizdat Publ., 1988. 160 p. (In Russian).Кушнарев, А. С. Уменьшение вредного воздействия на почву рабочих органов и ходовых систем машинных агрегатов при внедрении индустриальных технологий возделывания сельскохозяйственных культур / А. С. Кушнарев, В. М. Мацепуро. – М. : [б. и.], 1986. – 56 с.Kushnarev A. S., Matsepuro V. M. Reduction of the harmful effect of operating devices and drive systems of machine aggregates on soil with the introduction of industrial technologies for cultivating agricultural crops. Moscow, 1986. 56 p. (in Russian).Кушнарев, А. С. Механико-технологические основы обработки почвы / А. С. Кушнарев, В. И. Кочев. – Киев : Урожай, 1989. – 140 с.Kushnarev A. S., Kochev V. I. Mechanic and technological bases of soil cultivation. Kiev, Urozhay Publ., 1989. 140 p. (in Russian).Бондарев, А. Г. Методы исследования свойств и режимов почв при их уплотнении / А. Г. Бондарев // Переуплотнение пахотных почв: причины, следствия, пути уменьшения / Акад. наук СССР, Науч. совет по проблемам почвоведения и мелиорации почв, Ин-т почвоведения и фотосинтеза ; отв. ред. В. А. Ковда. – М., 1987. – С. 5–8.Bondarev A. G. Methods of investigating the properties and regimes of soils during their compaction. Pereuplotnenie pakhotnykh pochv: prichiny, sledstviya, puti umen’sheniya [Overconsolidation of arable soils: causes, consequences, ways of reduction]. Moscow, 1987, pp. 5–8 (in Russian).Бондарев, А. Г. Физические свойства почв как теоретическая основа их уплотнения сельскохозяйственной тех-никой / А. Г. Бондарев // Влияние сельскохозяйственной техники на почву : науч. тр. / Почв. ин-т им. В. В. Докучаева ; отв. ред. А. Г. Бондарев. – М., 1981. – С. 3–9.Bondarev A. G. Physical properties of soils as a theoretical basis for their compaction with agricultural machinery. Vliyanie sel’skokhozyaystvennoy tekhniki na pochvu: nauchnye trudy [Influence of agricultural machinery on soil: scientific works]. Moscow, 1981, pp. 3–9 (in Russian).Kaminski, J. R. Ciagnikowe agregaty maszynowe w nowoczesnym rolnictwie / J. R. Kaminski, I. S. Kruk, A. Szeptycki. – Falenty : Widaw. ITP, 2015. – 133 p. – (Inzynieria w Rolnictwie. Monografie ; nr 18).Kaminski J. R., Kruk I. S., Szeptycki A. Ciągnikowe agregaty maszynowe w nowoczesnym rolnictwie. Ser. Inzynieria w Rolnictwie. Monografie; nr 18 [Agricultural tractor units in modern agriculture. Ser. Engineering in Agriculture. Monographs; no. 18]. Falenty, Widawnictwo ITP, 2015. 133 p. (in Poland).Kirunki rozwoju techniki w transporcie rolniczym, uprawie gleby, siewie, nawozeniu i ochronie roslin / red. nauk.Golka W. (ed.) Kirunki rozwoju techniki w transporcie rolniczym, uprawie gleby, siewie, nawozeniu i ochronie roslin. Ser. Inzynieria w Rolnictwie. Monografie; nr 23 [Development trends in agricultural transport, soil cultivation, sowing, fertilization and plant protection. Ser. Engineering in Agriculture. Monographs; no. 23]. Falenty, Widawnictwo ITP, 2016. 138 p. (in Poland).W. Golka. – Falenty : Widaw. ITP, 2016. – 138 p. – (Inzynieria w Rolnictwie. Monografie ; nr 23).Nazarov F. I. Increase of the efficiency of roller attachment use in combined plowing units. Molodezh’ v nauke – 2014: prilozhenie k zhurnalu «Vestsі Natsyyanal’nai akademіі navuk Belarusі» [Youth in Science – 2014: Proceedings of the National Academy of Science of Belarus Supplement]. Minsk, 2015, pt. 5, pp. 125–128 (in Russian).Назаров, Ф. И. Повышение эффективности использования катковых приставок в комбинированных пахотных агрегатах / Ф. И. Назаров // Молодежь в науке – 2014 : прил. к журн. «Вес. Нац. акад. навук Беларусі» : в 5 ч. / Нац. акад. наук Беларуси, Совет молодых ученых. – Минск, 2015. – Ч. 5 : Серия аграрных наук. – С. 125–128.Kruk I. S., Chigarev Yu. V., Nazarov F. I. Increase of the efficiency of using additional devices for surface treatment of soil in plowing units. Proceedings of 8th International research and development conference of Central and Eastern European institutes of agricultural engineering (CEE AgEng), Poznan, Puszczykowo, 25–28 june 2013. Poznan, 2013, pp. 13–17.Крук, И. С. Повышение эффективности использования дополнительных устройств для поверхностной обработки почвенного пласта в пахотных агрегатах / И. С. Крук, Ю. В. Чигарев, Ф. И. Назаров // Proceedings of 8th International research and development conference of Central and Eastern European institutes of agricultural engineering (CEE AgEng), Poznan, Puszczykowo, 25–28 june 2013. – Poznan, 2013. – P. 13–17.Kruk I. S., Nazarov F. I. Provision of the required quality of soil preparation for crop sowing using additional tillage devices in plowing units. Nauchno-tekhnicheskii progress v sel’skokhozyaistvennom proizvodstve: materialy me-zhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, 28–30 noyabrya 2013 g. [Scientific and technical progress in agricultural production: materials of the International scientific and practical conference, Minsk, November 28–30, 2013]. Minsk, 2013, pp. 279–282 (in Russian).Крук, И. С. Обеспечение требуемого качества подготовки почвы под посев культур при использовании дополнительных почвообрабатывающих устройств в пахотных агрегатах / И. С. Крук, Ф. И. Назаров // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве : материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 28– 30 нояб. 2013 г. / Белорус. гос. аграр. техн. ун-т [и др.] ; ред.: И. Н. Шило [и др.]. – Минск, 2013. – С. 279–282.Kruk I. S., Chigarev Yu. V., Nazarov F. I. Increase in the efficiency of roller attachment use in combined plowing units. Trendy w inzynierii rolniczej – energia odnawialna: XVI Międzynarodowa konferencja naukowa z cyklu «Problemy inzynierii rolniczej», Miedzyzdroje, Poland, 4–6 czerwca 2014 [Trends in agricultural engineering – renewable energy: 16th International scientific conference on the "Problems of Agricultural Engineering", Miedzyzdroje, Poland, 4–6 June 2014]. Miedzyzdroje, 2014, pp. 50–53.Крук, И. С. Повышение эффективности использования катковых приставок в комбинированных па-хотных агрегатах / И. С. Крук, Ю. В. Чигарев, Ф. И. Назаров // Trendy w inzynierii rolniczej – energia odnawialna : XVI Miedzynar. konf. nauk. z cyklu “Problemy inzynierii rolniczej”, Miedzyzdroje, Poland, 4–6 czerw. 2014. – Miedzyzdroje, 2014. – S. 50–53.Kruk I. S., Nazarov F. I. Provision of the required quality of tillage using reversible plows with roller attachments. Sovremennye problemy osvoeniya novoi tekhniki, tekhnologii, organizatsii tekhnicheskogo servisa v APK : materialy me-zhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, 4–6 iyunya 2014 g. [Modern problems of application of new equipment, technologies, organization of technical services in the agroindustrial complex: materials of the International scientific and practical conference, Minsk, June 4–6, 2014]. Minsk, 2014, vol. 2, pp. 273–277 (in Russian).Крук, И. С. Обеспечение требуемого качества обработки почвы при использовании оборотных плугов с катковыми приставками / И. С. Крук, Ф. И. Назаров // Современные проблемы освоения новой техники, технологий, организации технического сервиса в АПК : материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 4–6 июня 2014 г. : в 2 ч. / М-во сел. хоз.-ва и продовольствия Респ. Беларусь, Белорус. гос. аграр. техн. ун-т, Респ. объед. «Белагросервис» ; ред.: И. Н. Шило [и др.].– Минск, 2014. – Ч. 2. – С. 273–277.Kruk I. S., Nazarov F. I., Kosovskiy P. V. Peculiarities of using soil cultivators in the constructions of modern agricultural aggregates. Tekhnicheskoe i kadrovoe obespechenie innovatsionnykh tekhnologii v sel’skom khozyaistve: ma-terialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, 23–24 oktyabrya 2014 g. [Technical and staff support of innovative technologies in agriculture: materials of the international scientific and practical conference, Minsk, October 23–24, 2014]. Minsk, 2014, vol. 1, pp. 201–203 (in Russian).Крук, И. С. Особенности использования почвообрабатывающих катков в конструкциях современных сельскохозяйственных агрегатов / И. С. Крук, Ф. И. Назаров, П. В. Косовский // Техническое и кадровое обеспечение инновационных технологий в сельском хозяйстве : материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 23–24 окт. 2014 г. : в 2 ч. / М-во сел. хоз-ва и продовольствия Респ. Беларусь, Белорус. гос. аграр. техн. ун-т, Белорус. респ. фонд фундам. исслед. ; ред.: И. Н. Шило [и др.]. – Минск, 2014. – Ч. 1. – С. 201–203.Kruk I. S., Gordienko O. I., Nazarov F. I., Geruk S. N., Amelichev V. V. Additional tools for increasing the efficiency of basic tillage by reversible plows. Tekhnicheskoe obespechenie innovatsionnykh tekhnologii v sel’skom khozyaistve : sbornik nauchnykh statei mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, 8–9 iyunya 2016 g. [Technical support of innovative technologies in agriculture: a collection of scientific articles of the International scientific and practical conference, Minsk, June 8–9, 2016]. Minsk, 2016, pp. 122–128 (in Russian).Дополнительные орудия для повышения эффективности основной обработки почвы оборотными плугами / И. С. Крук [и др.] // Техническое обеспечение инновационных технологий в сельском хозяйстве : сб. науч. ст. между-нар. науч.-практ. конф., Минск, 8–9 июня 2016 г. / Белорус. гос. аграр. техн. ун-т [и др.] ; ред.: Н. Н. Романюк [и др.]. – Минск, 2016. – С. 122–128.Kruk I. S., Chigarev Yu. V., Nazarov F. I., Kosovskii P. V. Experimental studies of compacting effect of a roller set operating element on soil. Agropanorama [Agropanorama], 2015, no. 4, pp. 2–5 (in Russian).Экспериментальные исследования уплотняющего воздействия на почву рабочего органа катковой приставки / И. С. Крук [и др.] // Агропанорама. – 2015. – № 4. – С. 2–5.Kislov N. V. Aerodynamics of milled peat. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1987. 175 p. (in Russian).Кислов, Н. В. Аэродинамика измельченного торфа / Н. В. Кислов. – Минск : Наука и техника, 1987. – 175 с.Dmitriev A. M., Bokhan N. I. To the issue of soil pulverization with tools. Trudy Tsentral’nogo nauchno-issledovatel’skogo instituta mekhanizatsii i elektrifikatsii sel’skogo khozyaistva Nechernozemnoi zony SSSR [Proceedings of the Central Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture of the Nonchernozem Belt of the USSR]. Minsk, 1969, vol. 7, pp. 24–30 (in Russian).Дмитриев, А. М. К вопросу крошения почвы рабочими органами / А. М. Дмитриев, Н. И. Бохан // Труды / Центр. науч.-исслед. ин-т механизации и электрификации сел. хоз-ва Нечернозем. зоны СССР. – Минск, 1969. – Т. 7. – С. 24–30.Katsygin V. V. Foundations of the theory of choice of mobile agricultural machines and tools optimal parameters. Voprosy sel’skokhozyaistvennoi mekhaniki [Issues of agricultural mechanics]. Minsk, 1964, vol. 13, pp. 5–147 (in Russian).Кацыгин, В. В. Основы теории выбора оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных машин и орудий / В. В. Кацыгин // Вопросы сельскохозяйственной механики / Центр. науч.-исслед. ин-т механизации и электрификации сел. хоз-ва Нечернозем. зоны. – Минск, 1964. – Т. 13. – С. 5–147.Orda A. N. Ecological and energy bases for the formation of machine-tractor aggregates. Ph.Dr. thesis in engineering. Minsk, 1997. 269 p. (in Russian).Орда, А. Н. Эколого-энергетические основы формирования машинно-тракторных агрегатов : дис. … д-ра техн. наук : 05.20.03 / А. Н. Орда. – Минск, 1997. – 269 л.Orda A. N., Seleshi A. B. Soil compaction under the influence of drive systems. Agropanorama [Agropanorama], 2007, no. 1, pp. 13–16 (in Russian).Орда, А. Н. Уплотнение почвы под воздействием ходовых систем / А. Н. Орда, А. Б. Селеши // Агропанорама. – 2007. – № 1. – С. 13–16.Voronin A. D. Bases of soil physics. Moscow, Publishing House of Moscow State University, 1986. 244 p. (in Russian).Воронин, А. Д. Основы физики почв / А. Д. Воронин. – М. : Изд-во МГУ, 1986. – 244 с.Воронин, А. Д. Основы физики почв / А. Д. Воронин. – М. : Изд-во МГУ, 1986. – 244 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.