Способ 2: ходить по проторенным дорожкам

Постоянные колеи Мостовой трактор Мостовое агротехнический комплекс Струнный агромост Шагающий трактор Дирижабль-садовник

СПОСОБ 3: "СВЕРНУТЬ" АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Вынести "тягач" за пределы поля Вынести "тягач" и колеса орудий за пределы поля Орудия движутся по полю сами

СПОСОБ 4: СОКРАТИТЬ КОЛИЧЕСТВО ОПЕРАЦИЙ

Выполнить нескольких операций за один проход машины по полю Перейти к сберегающим технологиям обработки почвы Cеять раз в несколько лет Не зарывать семена в почву Портрет идеального "тягача" Выводы Литература ***

ЛИНИИ РАЗВИТИЯ

Линия №1. "Моно-би-полисистема" Линия №2. "Увеличение степени пустотности" Линия №3. "Увеличение степени дробления системы" (движителя) Линия №4. "Уменьшение площади следов движителей на поле" Линия №5. "Свертывание агротехнического комплекса "тягач + орудие" Линия №6. "Увеличение степени идеальности агротехнического процесса" Давить на почву вредно Последнее время в специальной литературе появился термин "машинная деградация почв". Он обозначает комплекс вредных последствий, вызываемых колесами, гусеницами и рабочими органами почвообрабатывающих машин. Один из наиболее грозных факторов деградации почв - переуплотнение.

Для того чтобы растения развивались нормально, требуется определенное соотношение между основными частями почвы: твердыми частицами, водой и воздухом. Оптимальной будет такая почва, в которой твердые частицы составляют 50%, вода - 30% и воздух - 20% (см. рис. 1А). Если почва переуплотнена (см. рис. 1Б), урожайность резко снижается. Это объясняется тем, что переуплотненная почва плохо впитывает влагу.

Рис. 1. Сечения верхних слоев почвы: А) неуплотненной, Б) переуплотненной Белый цвет - пространство для воздуха или воды. Черный цвет - почва.

Сечения верхних слоев неуплотненной и переуплотненной почвы наглядно показывают, на сколько сокращается пространство для воздуха и воды под действием колес и гусениц сельскохозяйственных машин. Увеличение объема этого пространства оздоровливает почву [1].

"Исследования американских специалистов показали, что уплотнение почв в основных зерносеющих районах США снижает урожай хлебов на 8-13%.

Во многих странах, в том числе и СССР, были поставлены специальные опыты. Они показали, что уплотнение пылевато-иловатого суглинка трактором, колеса которого давят на землю с силой 2 кг/см2... снижает урожайность картофеля более чем на 50%.

Имеются данные, что урожай заметно снижается даже в том случае, когда объемный вес земли увеличивается всего на 0,01 г/см3" [2].

"Сегодня нужна техника, основанная на новых научных принципах. Традиционная техника - это 300 кг металла на 1 га пашни. Она ведет к переуплотнению и 2 деградации почвы. Нужны: реактивные плуги, почволюбивые ходовые системы, вибрационные рыхлители, роторные комбайны, пневмогусеничные тракторы, плоскорезы вместо плугов. В Канаде плуги не применяются с 1963 года. В Голландии применяют мостовое земледелие" [3].

Чтобы сберечь и восстановить плодородие почвы, необходимо научиться выращивать продукты питания без ее разрушения и уплотнения.

В статье дан краткий обзор известных способов решения этой задачи и показаны тенденции развития машин и технологий, позволяющие предсказать новые способы ее решения.

Как обрабатывать почву без ее уплотнения?

Почву разрушают и уплотняют колеса и гусеницы сельскохозяйственных машин:

тракторов, комбайнов, грузовиков, сеялок, косилок и т. п. Всю эту технику можно представить как систему для обработки почвы и растений, состоящую из двух частей:

орудия обработки (орудие) и машины, которые перемещают эти орудия ("тягач") (см.

Рис. 2. Система обработки почвы и растений Главная полезная функция "тягача" - перемещать орудие по полю. Нежелательный эффект, появляющийся при этом - разрушение и уплотнение почвы.

Главная полезная функция орудия - обрабатывать почву, растение. Нежелательный эффект, появляющийся при этом - разрушение и уплотнение почвы.

Главная функция системы "тягач" + орудие - обрабатывать почву и растения в соответствии с заданной технологией выращивания сельскохозяйственной культуры.

В соответствии с законами развития технических систем, описанными в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), основными тенденциями развития являются: постоянный рост параметров главной полезной функции системы и уменьшение факторов расплаты. Факторами расплаты являются разного рода затраты, связанные с выполнением функций системы и нежелательные эффекты, которые при этом проявляются [4, 5].

 

 

Рассмотрим эти тенденции для системы обработки почвы и растений "тягач" + орудие.

Например, для посевного агрегата рост параметров его главной полезной функции выражается в постоянном росте количества секций у сеялки и увеличении ширины захвата - 4, 6, 8, 12, 18 метров.

Постоянное снижение факторов расплаты, связанных с выполнением функций, проявляется, например, в стремлении снизить вредное уплотняющее действие "тягача" и колес орудий на почву.

Стремление разработчиков сельскохозяйственной техники следовать этим тенденциям приводит к противоречивым требованиям. Так, например, чтобы "тягач" мог тянуть широкозахватную сеялку, он должен быть мощным и иметь хорошее сцепление с почвой. Но мощный "тягач" больше весит, а значит сильнее разрушает структуру почвы и сильно уплотняет ее. Чтобы этого избежать, он должен быть легким. Конструктор сталкивается с необходимостью преодолеть противоречие тягач" должен быть тяжелым и легким.

Как преодолеть это противоречие? Какие способы предлагались и могут быть предложены?