Анализ параметров работы устройства для гидравлического удаления сорной растительности

Андрей Юрьевич Измайлов; Дмитрий Олегович Хорт; Игорь Геннадьевич Смирнов; Ростислав Александрович Филиппов; Алексей Игоревич Кутырёв

Андрей Юрьевич Измайлов ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0003-1143-7286
Дмитрий Олегович Хорт ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0001-6503-0065
Игорь Геннадьевич Смирнов ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0001-9992-1261
Ростислав Александрович Филиппов ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0003-3586-3634
Алексей Игоревич Кутырёв ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0001-7643-775X

Ключевые слова: садоводство, сорная растительность, приствольная зона, гидравлическое удаление, экологически безопасная технология, гербициды

Аннотация

Введение. Обоснование параметров и внедрение новых экологически безопасных технологий и технических средств для борьбы с сорной растительностью в приствольной зоне является актуальной проблемой, имеющей важное научно-производственное значение. Целью исследования является обоснование эффективных режимов работы прицепной машины для гидравлического удаления сорной растительности на промышленной плантации садовых культур.
Материалы и методы. По результатам анализа существующих технологий и технических средств для удаления сорной растительности в приствольных полосах садовых насаждений в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Федеральный научный агроинженерных центр ВИМ» разработано устройство для гидравлического удаления сорной растительности без использования гербицидов. Для выявления наиболее эффективных режимов работы машины на промышленной плантации яблоневого сада проведен факторный эксперимент. Статистическая обработка полученных результатов эксперимента проведена с помощью математического моделирования методом планирования экспериментов.
Результаты исследования. Статистический анализ данных факторного эксперимента показал, что для выполнения технологической операции гидравлического удаления сорной растительности наиболее эффективными являются следующие режимы работы устройства: расстояние между почвой и распыляющей головкой – 14,5 см; давление подачи рабочей жидкости – 759 бар; скорость движения – 2,4 км/ч. Статический режим обработки для оценки глубины проникновения струй с экспозициями 10, 5 и 3 с. показал глубину проникновения соответственно 62, 34 и 12 мм. Диаметры следа составили: в первом случае 350 мм внешний и 330 мм внутренний (ширина реза 24 мм); во втором и третьем – 340 мм для внешнего и 328 мм для внутреннего (ширина реза 16 мм).
Обсуждение и заключение. В результате проведенного эксперимента установлено, что машина способна обеспечить качественную обработку приствольной зоны при использовании воды центрального водоснабжения. После прохода агрегата при изначально 90-процентном покрытии поверхности сорной растительностью остается только 20–30 % видимой зеленой массы, остальное перемешано с почвой. При двукратном проходе агрегата корневая система сорной растительности осталась неповрежденной на 10–13 % площади. Устройство удовлетворяет требованиям технологической операции удаления сорной растительности в приствольной зоне без использования гербицидов при достаточно высоких технологических показателях.

Биографии авторов

Андрей Юрьевич Измайлов, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

заведующий кафедрой общенаучных и специальных дисциплин, директор ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Россия, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), академик РАН, доктор технических наук, ResearcherID: H-4602-2018

Дмитрий Олегович Хорт, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

заведующий отделом технологий и машин для садоводства, виноградарства и питомниководства ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Россия, г. Москва, 1-й Институтский пр., д. 5), кандидат сельскохозяйственных наук, ResearcherID: Q-2695-2017

Игорь Геннадьевич Смирнов, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

ученый секретарь ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Россия, г. Москва, 1-й Институтский пр., д. 5), кандидат сельскохозяйственных наук, ResearcherID: K-5623-2018

Ростислав Александрович Филиппов, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

ведущий научный сотрудник отдела технологий и машин для садоводства, виноградарства и питомниководства ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Россия, г. Москва, 1-й Институтский пр., д. 5), кандидат сельскохозяйственных наук, ResearcherID: Q-2722-2017

Алексей Игоревич Кутырёв, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

научный сотрудник отдела технологий и машин для садоводства, виноградарства и питомниководства ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Россия, г. Москва, 1-й Институтский пр., д. 5), кандидат технических наук, ResearcherID: I-3699-2018

Литература

1. Abouziena H. F., Hagaag W. M. Weed Control in Clean Agriculture: A Review // Planta Daninha. 2016. Vol. 34. Issue 2. Pp. 377–392. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0100-83582016340200019

2. Hatcher P. E., Melander B. Combining Physical, Cultural and Biological Methods: Prospects for Integrated Non-Chemical Weed Management Strategies // Weed Research. 2003. Vol. 43, Issue 5. Pp. 303–322. DOI: http://doi.org/10.1046/j.1365-3180.2003.00352.x

3. Schutte G. Herbicide Resistance: Promises and Prospects of Biodiversity for European Agriculture // Agriculture and Human Values. 2003. Vol. 20, Issue 3. Pp. 217–230. DOI: http://doi.org/10.1023/A:1026108900945

4. Herbicide Resistance: Promises and Prospects of Biodiversity for European Agriculture // Agriculture and Human Values. 2003. Vol. 20, Issue 3. Pp. 217–230. DOI: http://doi.org/10.1023/A:1026108900945

5. Latsch R., Anken T., Herzog C., Sauter J. Controlling Rumex Obtusifolius by Means of Hot Water // Weed Research. 2017. Vol. 57, Issue 1. Pp. 16–24. DOI: http://doi.org/10.1111/wre.12233

6. Baerveldt S., Ascard J. Effect of Soil Cover on Weeds // Biological Agriculture and Horticulture. 1999. Vol. 17, Issue 2. Pp. 101–111. DOI: https://doi.org/10.1080/01448765.1999.9754830

7. Blackshaw R. E., Anderson R. L., Lemerle D. Cultural Weed Management // In: Non-Chemical Weed Management: Principles, Concepts And Technology. 1 ed. Wallingford, England: CABI, 2007. Pp. 35–47. URL: https://researchoutput.csu.edu.au/en/publications/cultural-weed-management (дата обращения: 20.11.2019).

8. Effectiveness of Hot Water, Infrared and Open Flame Thermal Units for Controlling Weeds / T. Astatkie [et al.] // Biological Agriculture and Horticulture. 2007. Vol. 25, Issue 1. Pp. 1–12. DOI: http://doi.org/10.1080/01448765.2007.10823205

9. Popay I., Field R. Grazing Animals as Weed Control Agents // Weed Technology. 1996. Vol. 10, Issue 1. Pp. 217–231. DOI: http://doi.org/10.1017/S0890037X00045942

10. Доспехов В. А. Методика полевого опыта. 3-е изд. М.: Колос, 1985. 336 с. URL: https://mf.bmstu.ru/info/faculty/lt/caf/lt1/soil_books/uchebnik9.pdf (дата обращения: 20.11.2019).