В.Г. Бросалин

ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им. И.В. Мичурина, г. Мичуринск, Россия

К.А. Манаенков

ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет», г. Мичуринск, Россия

Известно, что при работе гербицидной штанги равномерному распределению препарата по поверхности почвы в саду препятствует несколько причин, в основе которых лежат как случайные, так и закономерные явления [3, 7]. Неровности рельефа, изменяющие положение распылителей относительно поверхности сада, так же, как и турбулентное движение потоков воздуха при порывах ветра, учесть невозможно. Реально влияние этих факторов может быть снижено нивелированием поверхности междурядий и устранением мелкодисперсной среды из факелов распылителей, а также проведением работ в безветренную погоду. Тогда при непрерывной и стабильной работе отрегулированного агрегата препарат достаточно равномерно откладывается по длине гона в промежутке между деревьями.

В меньшей степени эти факторы влияют на распределение препарата по ширине захвата машины. Равномерность его распределения в этом случае больше зависит от особенностей распылителей, а также соответствия режима работы расположению распылителей на штанге и самой штанги относительно обрабатываемой поверхности. Особую роль играет перекрытие факелов распылителей при смежных проходах агрегата.

Цель нашей работы – проанализировать неравномерность излива раствора гербицидов по ширине ленты в стыковой зоне на линии ряда в саду за два смежных прохода с использованием щелевых распылителей и обосновать конструкцию гербицидной штанги, обеспечивающую качественную обработку приствольных полос.

При определении степени неравномерности ?, мы исходили из того, что жидкость истекает из щелевого распылителя равномерно по всему факелу. Рассматривая этот факел поэлементно, с учётом обозначений рисунка 1, получим в сравнении с изливом под распылителем (?1=1) следующие значения:

Рисунок 1 - Схема определения степени неравномерности внесения раствора по ширине факела распылителя.

Таблица  -  Степень  неравномерности  излива  рабочей  жидкости  по  ширине  факела у щелевых распылителей

Результаты расчёта степени неравномерности распределения рабочего раствора по ширине ленты щелевого распылителя приведены в таблице. Там же представлено снижение дозы излива жидкости на единицу площади (в % к первой по мере удаления от вертикали факела дозе). По данным этой таблицы построен график, изображенный на рисунке 2.

Для построения графика необходимо согласование его линейных размеров с масштабом угловых величин каждой элементарной площадки факела распыла. Для этого следует предварительно вычертить факел распыла, разбить его на элементарные сектора, например, по 5° (см. табл.). Затем выбрать линейный масштаб графика, перенести его на чертёж факела и снять с чертежа масштаб угловых величин. Далее по оси ординат отложить значения доз излива на каждую площадку по ширине захвата факела, отметить середины элементарных площадок и по этим точкам провести плавную кривую. Полученный график является универсальным. Он в относительных единицах отражает снижение доз излива раствора по мере удаления от вертикальной линии симметрии факела распыла.

Для получения равномерной полосы на штанге монтируют несколько распылителей с перекрытием факелов примерно на величину шага их установки [1]. Степень перекрытия регулируют высотой положения штанги над землей. Отклонение от оптимального положения ухудшает равномерность распределения. Поэтому регулирование высоты – весьма ответственная часть настройки опрыскивателя. Имеет значение и стабилизация положения штанги в процессе обработки, для которой применяются специальные системы подвешивания [4].



Рисунок 2 – Снижение дозы излива жидкости на единицу площади по мере удаления от вертикали факела (в % от первой дозы)

Для щелевых распылителей с углом факела распыла 90…120° оптимальная высота расположения штанги над уровнем почвы составляет 40…50 см [2]. При чрезмерном перекрытии плоскости факелов разворачивают относительно штанги на определённый угол.


Рисунок 3 – Совмещенные эпюры и суммарный излив жидкости из распылителей с перекрытием на величину шага расстановки (угол факела распыла – 110?).

Наложение эпюр двух соседних распылителей с перекрытием примерно до середины смежных эпюр (рис. 3) показывает, что на участке между распылителями суммарное отложение вещества для факелов с углом при вершине 80°, 95° и 110°отклоняется от среднего значения на ±4,2%, ±3,3% и ±1,5% соответственно. Требования международных стандартов предусматривают обеспечение фактического отклонения нормы отложения жидкости по ширине захвата от его среднего значения не более ±2,5% [3].

Таким образом, в зависимости от высоты расположения штанги над почвой и типоразмера распылителей при правильном их размещении можно обеспечить практически равномерное внесение растворов гербицидов по ширине обрабатываемой полосы.

Однако при обработке приствольных полос за два смежных прохода в стыковой зоне на линии ряда возникает значительная неравномерность. Это связано с отклонениями агрегата при движении и, как следствие, изменяющейся величиной перекрытия крайних распылителей. Абсолютное (фактическое) отклонение нормы препарата от дозы, рассчитанное по формуле

Формулы см. в печатной версии ВЕСТНИК МИЧГАУ,

где qmax - максимальное отклонение количества внесенного раствора; qmin - минимальное отклонение количества внесенного раствора; qср - среднеарифметическое значение (доза) количества внесенного раствора,

в зависимости от величины перекрытия крайних факелов на линии ряда представлено на рисунке 4.

Рисунок 4 – Отклонение нормы препарата от вносимой дозы при различном перекрытии факелов распыла.

Фактическое отклонение нормы препарата от вносимой на линии ряда дозы достигает при полном перекрытии факелов 78%, а без перекрытия – 97%.

Решение проблемы неравномерности вылива рабочего раствора по ширине обрабатываемой полосы за два смежных прохода возможно за счет автоматического удерживания распыляющих наконечников на заранее заданном удалении от линии ряда.

С этой целью нами предложено простое устройство [5, 6] для внесения гербицидов в приствольную полосу сада, содержащее (рис. 5) несущую раму 1, снабженную упорами 2, 3, и связанные с ней посредством параллелограммных механизмов 4, 5 с продольными звеньями 6, 7 и пружиной 8 боковые штанги 9 с распылителями 10. Каждая из штанг крепится к параллелограммному механизму посредством фиксатора 11 с возможностью регулирования смещения распылителей от продольной оси агрегата и соединена через тройник 12 и шланг 13 с магистралью 14 подачи растворов гербицидов.



Устройство для внесения гербицидов в приствольные полосы сада: а – вид сверху; б – вид сзади

На конце штанги 9 закреплен средней частью копир 15 длиной, равной расстоянию между деревьями в ряду, ориентированный вдоль направления движения. На копире закреплен в перпендикулярной плоскости эластичный фартук 16. Устройство снабжено шарнирно закрепленным на продольной тяге 7 одного параллелограммного механизма гидроцилиндром 17, на штоке 18 которого жестко закреплена кулиса 19, соединенная посредством пальца 20 с продольной тягой 6 второго параллелограммного механизма. При этом длина паза кулисы 19 пропорциональна суммарному смещению копиров из одного крайнего положения в другое, а полный ход штока 18 равен длине паза кулисы.
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы боковые штанги фиксаторами 11 устанавливают по ширине междурядья так, чтобы при касании копирами 15 штамбов 21 параллелограммные механизмы 4 и 5 приняли примерно среднее положение. Когда шток 18 гидроцилиндра 17 выдвинут на максимальную величину его хода, копиры 15 пружиной 8 поджаты к штамбам 21 своего ряда и свободно скользят по ним во время движения агрегата. Неточности вождения и отклонения деревьев от линии ряда компенсируются смещением параллелограммных механизмов от среднего положения. Раствор гербицида из магистрали 14 под давлением поступает через тройник 12 и шланг 13 к распылителям 10 боковых штанг 9 и разбрызгивается на почву в виде полосы с одной стороны ряда. Промежутки между стволами в ряду обрабатываются за счет разбрызгивания раствора крайними распылителями. При смежном проходе ряд обрабатывается с другой стороны. Эластичный фартук 16 защищает штамбы от попадания на них гербицидов.

Перед заездом в новое междурядье шток 18 гидроцилиндра 17 втягивают на максимальную величину его хода, параллелограммные механизмы 4 и 5 занимают крайнее положение, обеспечивая минимальное расстояние между копирами. При этом упоры 2 и 3 блокируют подвижность всех звеньев параллелограммных механизмов. Агрегат свободно заезжает в междурядье и гидроцилиндр 17 вновь переводят в положение с максимально выдвинутым штоком 18.


Рисунок 6 – Схема расстановки распылителей на штанге.

Таким образом, в предложенном устройстве имеющаяся неравномерность вылива растворов гербицидов по ширине обрабатываемой полосы при смежных проходах обусловлена, при прочих равных условиях, лишь различием диаметров штамбов в ряду. Среднеквадратическое же отклонение последних составляет 1,5…1,7 см, что в 5,1…5,4 раза меньше, чем среднеквадратическое отклонение агрегата от прямолинейного движения.

При обработке деревьев с другими размерами штамбов положение копиров относительно распыляющих штанг регулируется так, чтобы расчетное расстояние l между крайними распылителями за два смежных прохода равнялось шагу их размещения на штанге (рис. 6). Наиболее эффективно использование устройства в насаждениях с фиксированным шагом посадки деревьев.

Литература

1.   Велецкий, И.Н. Методические указания по применению гербицидов ленточным способом / И.Н. Велецкий. – М: Колос, 1970. – 31 с.
2.    Велецкий, И.Н. Механизация защиты растений: Справочник / И.Н. Велецкий [и др.]. – М.: Агропромиздат, 1992. – 223 с.
3.    Веретенников, Ю.М. Некоторые вариации вокруг коэффициента вариации / Ю.М. Веретенников, А.И. Чугунов // Защита растений. – 1991. – № 2. – С. 13–15.
4.    Устройство для внесения растворов гербицидов в приствольную полосу сада: пат. 2218763 Рос. Федерация: МПК7 А01М 7/00 / Завражнов А.И., Манаенков А.Н., Бросалин В.Г., Ма-наенков К.А.; заявитель и патентообладатель Мичуринский государственный аграрный университет – № 2001132267/13; заявл. 28.11.2001; опубл. 20.12.2003, Бюл. № 35. – 7 с.: ил.
5.    Устройство для внесения растворов гербицидов в приствольную полосу сада: пат. 2282990 Рос. Федерация: МПК А01М 7/00 / Завражнов А.И., Бросалин В.Г., Манаенков К.А.; заявитель и патентообладатель Мичуринский государственный аграрный университет – № 2004112745/12; заявл. 26.04.2004; опубл. 10.09.2006, Бюл. № 25. – 7 с.: ил.
6.    Устройство для внесения растворов гербицидов в приствольную полосу сада: пат. 2350065 Рос. Федерация: МПК А01С 23/02. / Бросалин В.Г., Манаенков К.А.; заявители и патентообладатели ФГОУ ВПО «МичГАУ», ООО «НПЦ «ТехноСад» – № 2007121251/12; заявл. 06.06.2007; опубл. 27.03.2009,– Бюл. № 9. – 7 с.: ил.
7.    Шершабов, И.В. Равномерность распределения материала при работе распылителей / И.В. Шершабов, И.И. Мосенков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1985. – № 7. – С. 30-31.

Источник - ВЕСТНИК МИЧГАУ, научно-производственный журнал, 2010, № 1,  Печатная версия.