Підвищення якості обробітку ґрунтового середовища шляхом визначення раціональних конструктивно-технологічних параметрів коткуючих робочих органів

Автор(и)

  • Ігор Аркадійович Шевченко Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України, Україна http://orcid.org/0000-0002-4191-4146
  • Геннадій Анатолійович Голуб Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-2388-0405
  • Наталія Михайлівна Цивенкова Національний університет біоресурсів і природокористування України; Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0003-1703-4306
  • Ірина Артурівна Шевченко Інженерний навчально-науковий інститут Запорізького національного університету, Україна https://orcid.org/0000-0003-1207-8641
  • Владислав Олексійович Шубенко Поліський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-2815-7865
  • Олександр Васильович Медведський Поліський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-7458-5337
  • Олег Борисович Плужніков Поліський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-9060-7775
  • Іван Сергійович Омаров Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-9449-853X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.289238

Ключові слова:

пошарова щільність ґрунту, неоднорідність щільності ґрунту, кільчасто-шпоровий коток, кільчасто-зубовий коток

Анотація

Об’єкт дослідження – процес ущільнення ґрунтового середовища кольчасто-шпоровими та кольчасто-зубовими котками. На основі зональної оптимізації агрофізичних показників орного горизонту досліджено вплив коткуючих робочих органів на ґрунтове середовище щодо створення однорідної заданої пошарової щільності при передпосівному обробітку ґрунту. Встановлено, що щільність ґрунту слід оцінювати в зональному розрізі сукупно з його агрегатним складом, вмістом гумусу, вологістю тощо. Досліджувалися гладкий-водоналивний, кільчасто-зубовий та кільчасто-шпоровий котки. Використання гладкого водоналивного котка ще на попередніх дослідженнях сприяло високій нерівномірності ущільнення верхнього та нижнього шарів орного горизонту, що свідчило про недоцільність подальших експериментів. Дослідження кільчасто-зубового та кільчасто-шпорового котків здійснювалися методом багатофакторного експерименту за визначених ґрунтово-кліматичних умов (тип ґрунту – дерново-підзолистий; вологість ґрунту пошарова – 26…28 %; пошарова щільність ґрунту – 0,96…1,25 кг/см³). Отримано регресійні моделі впливу питомого навантаження, кратності проходів та робочої швидкості агрегату на щільність ґрунту по шарах: 0–5; 5–10; 10–15; 15–20; 20–25; 25–30 см. Для оцінки неоднорідності щільності ґрунту в шарах 0–5 і 5–10 см створювався масив даних. Встановлено, що кільчасто-шпоровий коток, навіть при швидкості до 6 км/год, не є знаряддям, придатним регулювати рівноважну щільність насіннєвого шару. Найкращим для передпосівного обробітку ґрунту є кільчасто-зубовий коток (питоме навантаженням на ґрунт 350 кг/м; швидкість агрегату до 6 км/год).

Отримані рівняння регресії дозволяють підбирати таке питоме навантаження на кільчасто-зубовому котку, що забезпечить раціональну величину пошарової щільності ґрунту. Це є економічно та екологічно доцільним

Біографії авторів

Ігор Аркадійович Шевченко, Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України

Доктор технічних наук, доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент Національної академії аграрних наук України

Геннадій Анатолійович Голуб, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор технічних наук, професор

Кафедра тракторів, автомобілів та біоенергоресурсів

Наталія Михайлівна Цивенкова, Національний університет біоресурсів і природокористування України; Інститут відновлюваної енергетики НАН України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів, автомобілів та біоенергоресурсів

Відділення відновлюваних органічних енергоносіїв

Ірина Артурівна Шевченко, Інженерний навчально-науковий інститут Запорізького національного університету

Кандидат технічних наук, доцент

Владислав Олексійович Шубенко, Поліський національний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механіки та інженерії агроекосистем

Олександр Васильович Медведський, Поліський національний університет

Кандидат технічних наук

Кафедра агроінженерії та технічного сервісу

Олег Борисович Плужніков, Поліський національний університет

Асистент

Кафедра механіки та інженерії агроекосистем

Іван Сергійович Омаров, Інститут відновлюваної енергетики НАН України

Аспірант

Відділення відновлюваних органічних енергоносіїв

Посилання

  1. Wang, Y., Zhang, Z., Guo, Z., Chen, Y., Yang, J., Peng, X. (2023). In-situ measuring and predicting dynamics of soil bulk density in a non-rigid soil as affected by tillage practices: Effects of soil subsidence and shrinkage. Soil and Tillage Research, 234, 105818. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105818
  2. Alletto, L., Pot, V., Giuliano, S., Costes, M., Perdrieux, F., Justes, E. (2015). Temporal variation in soil physical properties improves the water dynamics modeling in a conventionally-tilled soil. Geoderma, 243-244, 18–28. doi: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2014.12.006
  3. Canali, S., Campanelli, G., Ciaccia, C., Leteo, F., Testani, E., Montemurro, F. (2013). Conservation tillage strategy based on the roller crimper technology for weed control in Mediterranean vegetable organic cropping systems. European Journal of Agronomy, 50, 11–18. doi: https://doi.org/10.1016/j.eja.2013.05.001
  4. Wen, L., Peng, Y., Zhou, Y., Cai, G., Lin, Y., Li, B. (2023). Effects of conservation tillage on soil enzyme activities of global cultivated land: A meta-analysis. Journal of Environmental Management, 345, 118904. doi: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118904
  5. Sharma, S., Singh, P. (2023). Tillage intensity and straw retention impacts on soil organic carbon, phosphorus and biological pools in soil aggregates under rice-wheat cropping system in Punjab, north-western India. European Journal of Agronomy, 149, 126913. doi: https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.126913
  6. Douglas, J. T., Koppi, A. J. (1997). Soil structural quality: a case study of soil macropore attributes after seedbed preparation with different wheel traffic systems. Soil and Tillage Research, 41 (3-4), 249–259. doi: https://doi.org/10.1016/s0167-1987(96)01096-3
  7. James, I. T., Shipton, P. M. R. (2012). Quantifying compaction under rollers using marker tracing image analysis. Soil and Tillage Research, 120, 40–49. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2012.01.006
  8. Tong, J., Zhang, Q., Guo, L., Chang, Y., Guo, Y., Zhu, F. et al. (2015). Compaction Performance of Biomimetic Press Roller to Soil. Journal of Bionic Engineering, 12 (1), 152–159. doi: https://doi.org/10.1016/s1672-6529(14)60109-8
  9. Tong, J., Zhang, Q., Chang, Y., Chen, D., Dong, W., Zhang, L. (2014). Reduction of soil adhesion and traction resistance of ridged bionic press roller. Transactions of the Chinese Society for Agriculture Machinery, 45, 135–140.
  10. Rücknagel, J., Rücknagel, S., Christen, O. (2012). Impact on soil compaction of driving agricultural machinery over ground frozen near the surface. Cold Regions Science and Technology, 70, 113–116. doi: https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2011.09.004
  11. Colombi, T., Torres, L. C., Walter, A., Keller, T. (2018). Feedbacks between soil penetration resistance, root architecture and water uptake limit water accessibility and crop growth – A vicious circle. Science of The Total Environment, 626, 1026–1035. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.01.129
  12. Premrov, A., Cummins, T., Byrne, K. A. (2018). Bulk-density modelling using optimal power-transformation of measured physical and chemical soil parameters. Geoderma, 314, 205–220. doi: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.10.060
  13. Altikat, S., Celik, A. (2011). The effects of tillage and intra-row compaction on seedbed properties and red lentil emergence under dry land conditions. Soil and Tillage Research, 114 (1), 1–8. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2011.03.003
  14. Mileusnić, Z. I., Saljnikov, E., Radojević, R. L., Petrović, D. V. (2022). Soil compaction due to agricultural machinery impact. Journal of Terramechanics, 100, 51–60. doi: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2021.12.002
  15. Moinfar, A., Shahgholi, G., Gilandeh, Y. A., Kaveh, M., Szymanek, M. (2022). Investigating the effect of the tractor driving system type on soil compaction using different methods of ANN, ANFIS and step wise regression. Soil and Tillage Research, 222, 105444. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2022.105444
  16. Golub, G., Chuba, V., Achkevych, V., Krushelnytskyi, V., Tsyvenkova, N. (2023). Modeling of the running system pressure on the soil depending on the structural parameters of the tractors. INMATEH Agricultural Engineering, 69 (1), 369–378. doi: https://doi.org/10.35633/inmateh-69-34
  17. Kushnarev, A. S., Kochev, V. I. (1989). Mekhaniko-tekhnologicheskie osnovy obrabotki pochvy. Kyiv: Urozhay, 144.
  18. Kachinskiy, N. A. (1958). Otsenka osnovnykh fizicheskikh svoystv pochv v agronomicheskikh tselyakh i prirodnogo plodorodiya po ikh mekhanicheskomu sostavu. Pochvovedenie, 5, 10–13.
  19. Bulyhin, S. Yu., Vitvitskyi, S. V. (2021). Ahrofizyka gruntu. Kyiv: Vydavnytstvo, 315.
  20. Hutsol, O. P., Kovbasa, V. P. (2016). Obgruntuvannia parametriv i rezhymiv rukhu gruntoobrobnykh mashyn z dyskovymy robochymy orhanamy. Kyiv, 145.
  21. Shevchenko, I. A., Alba, V. D. (1994). Vliyanie pokazateley raboty kol'chato-zubovogo katka na izmenenie plotnosti pochvy i urozhay sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. Trudy mezhdunarodnoy konf. «Modelirovanie protsessov i tekhnologicheskogo oborudovaniya v s.kh.». Melitopol': TGATA, 34–39.
  22. Shevchenko, I. A. (2002). Obgruntuvannia tekhnolohiy ta tekhnichnykh zasobiv dlia obrobitku gruntiv na bazi yikh ahrofizychnykh pokaznykiv. Kyiv, 382.
  23. Shustik, L., Pogoriliy, V., Nilova, N., Gaiday, T., Stepchenko, S., Sidorenko, S. (2020). Rollers of different constructions. Engineering analysis. Technical and Technological Aspects of Development and Testing of New Machinery and Technologies for Agriculture of Ukraine, 27 (41). doi: https://doi.org/10.31473/2305-5987-2020-2-27(41)-9
  24. Shustik, L., Pogoriliy, V., Nilova, N., Gaidai, T., Stepchenko, S., Sidorenko, S. (2021). Crosskill and star-wheeled rollers. Functional and dynamic tests. Technical and Technological Aspects of Development and Testing of New Machinery and Technologies for Agriculture of Ukraine, 28 (42). doi: https://doi.org/10.31473/2305-5987-2021-1-28(42)-7
  25. Salem, H. M., Valero, C., Muñoz, M. Á., Gil-Rodríguez, M. (2015). Effect of integrated reservoir tillage for in-situ rainwater harvesting and other tillage practices on soil physical properties. Soil and Tillage Research, 151, 50–60. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2015.02.009
  26. Vazhynskyi, S. E., Shcherbak, T. I. (2016). Metodyka ta orhanizatsiya naukovykh doslidzhen. Sumy: SumDPU imeni A. S. Makarenka, 260.
  27. Bobyliev, V. P., Ivanov, I. I., Proidak, Yu. S. (2014). Metodolohiya ta orhanizatsiia naukovykh doslidzhen. Dnipropetrovsk: IMA-press, 643.
  28. Asoodar, M., Mohajer, F. (2009). Effects of different tillage and press wheel weight on dryland wheat grain production. Technology and Management to Increase the Efficiency in Sustainable Agricultural Systems. Rosario. Available at: https://journals.sfu.ca/cigrp/index.php/Proc/article/view/103
Підвищення якості обробітку ґрунтового середовища шляхом визначення раціональних конструктивно-технологічних параметрів коткуючих робочих органів

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-31

Як цитувати

Шевченко, І. А., Голуб, Г. А., Цивенкова, Н. М., Шевченко, І. А., Шубенко, В. О., Медведський, О. В., Плужніков, О. Б., & Омаров, І. С. (2023). Підвищення якості обробітку ґрунтового середовища шляхом визначення раціональних конструктивно-технологічних параметрів коткуючих робочих органів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1 (125), 54–63. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.289238

Номер

Том 5 № 1 (125) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Igor Shevchenko, Gennadii Golub, Nataliya Tsyvenkova, Iryna Shevchenko, Vladyslav Shubenko, Oleksandr Medvedskyi, Oleh Pluzhnikov, Ivan Omarov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.