A Sprayer Movement Model for Treating Reeds in Rice Irrigation System

Keywords: sprayer, cane, reed, boom, model, rice irrigation system

Abstract

Introduction. The problem is the lack of structural and technological scheme for the sprayer to protect the rice irrigation system from the reeds providing local treatment of their panicles. When treating the weeds that are on the perimeter of the rice paddy field, the unit is under the influence of disturbances that arise from the unevenness of the relief of the field. 
Aim of the Article. The work is aimed at increasing the efficiency of rice paddy fields protection from the reeds by substantiating the design and technological scheme of the sprayer for local treatment of the reed panicles and the model of the sprayer movement according the relief of the rice cheek.
Materials and Methods. In theoretical studies, the mathematics and theoretical mechanics methods were used. Experimental studies were conducted on rice irrigation systems of Krasnoarmeiskiy district of Krasnodar region using planning experiments.
Results. The design and technological scheme of the sprayer with a right-handed boom, formed according the placement of the reed upper points y = 310,84x0,0955, located in the channel of the paddy field is proposed. Based on the sprayer movement model, the range of boom position variation differs from the regulated value for plowing – 3.1 %; rice stubble – 1.4 %; rape – 0.6 %; clean fallow – 2.3 %; winte r wheat – 1.4 %.
Discussion and Conclusion. The obtained data show an insignificant difference in the variation of boom oscillation of the proposed sprayer from the adjustment value, which positively affects the quality and accuracy of treating reed panicles. The obtained results can be used for serial production of sprayers for treating high-stemmed weeds in rice irrigation system and high-growing crops.

Author Biographies

Евгений Владимирович Труфляк, Kuban State Agrarian University

Dr.Sci.(Engr.), Professor, Head of the Chair of Operation and Technical Service, Head of the Center for Forecasting and Monitoring in the Field of Precision Agriculture, Automation and Robotization of the Kuban State Agrarian University (13 Kalinina St., Krasnodar 350044, Russian Federation), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4914-0309, Researcher ID: D-1301-2018, Scopus ID: 57188716454trufliak@mail.ru

Вячеслав Евгеньевич Хуснетдинов, Kuban State Agrarian University

Teacher-Researcher, Specialty Technologies, Machines and Equipment for Agro-Industrial Complex, Kuban State Agrarian University (13 Kalinina St., Krasnodar 350044, Russian Federation), ORCID: https://orcid.org/0009-0007-6638-1861bolt.74@list.ru

References

1. Афасижев Ю. С. Штанговый ультрамалообъемный опрыскиватель для интенсивного садоводства // Известия Горского государственного аграрного университета. 2011. Т. 48, № 1. С. 170–173. EDN: OQLQHF

2. Смирнов И. Г., Личман Г. И., Марченко Л. А. Алгоритм расчета параметров штангового садового опрыскивателя для внесения пестицидов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16, № 4. С. 26–33. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2022-16-4-26-33

3. Маслов Г. Г., Борисова С. М. Использование ультамалообъемного опрыскивателя при обработке садов и виноградников // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2019. № 149. С. 1–13. https://doi.org/10.21515/1990-4665-149-001

4. Догода П. А., Догода А. П., Красовский В. В. Исследование воздушно-жидкостного потока, создаваемого камерным опрыскивателем при химической защите виноградных насаждений // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. 2018. № 13 (76). С. 97–102. EDN: XNGNZB

5. Щелевой распылитель жидкости в технологии опрыскивания растений / И. М. Киреев [и др.] // Техника и оборудование для села. 2022. № 9 (303). С. 12–14. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2022-9-12-14

6. Best Methods for Applying Fungicide to Grain Heads Using Air Assisted Sprayer / S. Halley [et al.] // NDSU Extension Service 2010. URL: https://library.ndsu.edu/ir/bitstream/handle/10365/10438/ae1480_2010.pdf?sequence=1&isAllowed=y (дата обращения: 08.02.2023).

7. Precision Crop Protection - the Challenge and Use of Heterogeneity / E. C. Oerke [et al.] // Bonn, 2010. URL: https://ndl.ethernet.edu.et/bitstream/123456789/72801/1/206.pdf.pdf (дата обращения: 08.02.2023).

8. Sun H., Li M., Qin Z. Detection System of Smart Sprayers: Status, Challenges, and Perspectives. 2012. P. 1–15. URL: https://ijabe.org/index.php/ijabe/article/view/585 (дата обращения: 08.02.2023).

9. Машина для дифференцированного внесения пестицидов : патент 2748996 Российская Федерация / Измайлов А. Ю., Марченко Л. А., Смирнов И. Г., Спиридонов А. Ю. № 2020131413 ; заявл. 24.09.2020 ; опубл. 02.06.2021. EDN: VYCVZS

10. Беспилотный вертолет для внесения пестицидов, удобрений и других агрохимикатов в точном земледелии : патент 2754790 Российская Федерация / Измайлов А. Ю. [и др.] № 2021107492 ; заявл. 22.03.2021 ; опубл. 07.09.2021. EDN: TUPSYS

11. Разработка системы управления автономного полевого робота дифференцированного внесения агрохимических средств / М. А. Мирзаев [и др.] // XXXIII Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения. 2021. С. 420–427. EDN: ANLDBN

12. Петровская Е. В. Выбор параметров работы штанговых опрыскивателей // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2006. № 6. С. 28. EDN: KXMIKL

13. Василенко П. М. Построение математических моделей машинных агрегатов // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1975. № 11. С. 51–54.

14. Василенко П. М. Построение расчетных моделей функционирования многомассовых машинных агрегатов на основании канонических уравнений динамики // Доклады ВАСХНИЛ. 1981. № 12. С. 35–37.

15. Василенко П. М. Основные методы моделирования и перспективы их применения при разработке сельскохозяйственных машин // БТИ ГОСНИТИ. 1996.

16. Эксплуатация машинно-тракторного парка / Г. Г. Маслов [и др.]. Краснодар : КубГАУ, 2022. 205 с. URL: https://edu.kubsau.ru/course/view.php?id=115 (дата обращения: 08.02.2023).

17. Эксплуатация технических средств АПК / Г. Г. Маслов [и др.]. Краснодар : КубГАУ, 2022. 137 с. URL: https://edu.kubsau.ru/course/view.php?id=115 (дата обращения: 08.02.2023).

18. Рахимов Р. С., Рахимов И. Р., Фетисов Е. О. Определение сил, действующих на универсальную посевную секцию // АПК России. 2020. Т. 27, № 5. С. 797–807. EDN: RKANKE

19. Рахимов И. Р. Обоснование устойчивости хода широкозахватных прицепных машин в горизонтальной плоскости // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (59). С. 106–115. https://doi.org/10.31563/1684-7628-2021-59-3-106-115

20. Агрегат для химической обработки посевов : патент 67402 Российская Федерация / Андреев А. В. № 2007107329/22 ; заявл. : 26.02.2007; опубл. 27.10.2007, Бюл. № 30. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU67402U1_20071027 (дата обращения: 08.02.2023).

21. Штанга складная для опрыскивателя склонов : патент 1815 Республика Беларусь / Болвонович В. В., Селицкий В. Ф., Легенький С. А. № u 20040364; заявл. : 26.07.2004; опубл. 27.01.2005. URL: https://bypatents.com/3-u1815-shtanga-skladnaya-dlya-opryskivatelya-sklonov.html (дата обращения: 08.02.2023).

22. Штанга складная для опрыскивателя дамб каналов : патент 94030568 Российская Федерация / Бредихин Н. П. [и др.] № 94030568/15 ; заявл. : 17.08.1994 ; опубл. 10.06.1996. URL: https://i.moscow/patents/ru94030568a1_19960610 (дата обращения: 08.02.2023).

23. Опрыскиватель : авторское свидетельство 180921 СССР / Войцеховский Б. В., Овчару А. М., Кузнецов Ю. Г. № 920766/30-15 ; заявл. : 13.08.1964 ; опубл. 26.03.1966. Бюл. № 8. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet (дата обращения: 08.02.2023).

24. Опрыскиватель : патент 9344 Республика Беларусь / Кондратьев В. Н., Райкевич Н. Г. № a 20040506 ; заявл. : 03.06.2004 ; опубл. 30.12.2005. URL: https://bypatents.com/3-9344-opryskivatel.html (дата обращения: 08.02.2023).

25. Опрыскиватель для обработки кустарниковых растений : авторское свидетельство 1158137 СССР / Фарбер В. С., Церуашвили Г. Е. № 3614077 ; заявл. : 01.07.1983 ; опубл. 30.05.1985. Бюл. № 20. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet (дата обращения: 08.02.2023).

26. Опрыскиватель : патент 13260 Республика Беларусь / Мисун Л. В. [и др.] № a 20080189 ; заявл. : 21.02.2008 ; опубл. 30.10.2009. URL: https://bypatents.com/3-13260-opryskivatel.html (дата обращения: 08.02.2023).

27. Механизация растениеводства / В. Н. Солнцев [и др.]. М. : ИНФРА-М, 2022. 283 с. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01008143255 (дата обращения: 08.02.2023).

28. Средства механизации для химической защиты высокостебельных культур / Е. В. Труфляк [и др.]. Петрозаводск : МЦНП «Новая наука», 2022. С. 266–288. EDN: GGKXFK

29. Протокол испытаний № 01-52-20 (5140132). Опрыскиватель штанговый самоходный «Ту- ман-3» [Электронный ресурс]. URL: http://altmis.ru/board/mashiny_dlja_primenenija_him_sredstv_zawity_rastenij/opylivateli/opryskivatel_shtangovyj_samokhodnyj_tuman_3/93-1-0-529 (дата обращения: 08.02.2023).

30. Протокол испытаний № 07-56-2015 (6240712). Испытания импортного образца опрыскивателя Amazone UX 6200 [Электронный ресурс]. URL: https://kubmis.ru/wp-content/uploads/2021/03/opryskivatel_amazone_6200.pdf

31. Опрыскиватель Berthoud raptor 4240 [Электронный ресурс]. URL: http://www.povmis.ru/ispytanija/rezultaty-ispytaniji/2010/72-posevnye-mashiny/546--lberthoud-raptor-4240r

32. Самоходный опрыскиватель Maestria 21-39 [Электронный ресурс]. URL: http://www.povmis.ru/ispytanija/rezultaty-ispytaniji/2010/72-posevnye-mashiny/544--lmaestria-21-39r (дата обращения: 08.02.2023)

33. Труфляк Е. В., Шутка В. М. Опрыскиватель для борьбы с камышом в рисовых чеках // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 104. С. 1971–1986. EDN: TFWSNH

34. Опрыскиватель для обработки камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков : патент 2587768 Российская Федерация / Труфляк Е. В., Шутка В. М. № 2015106262/13 ; заявл. 24.02.2015 ; опубл. 20.06.2016. Бюл. № 27. 7 с. EDN: ZESQEP
Published
2023-06-29
Section
Agricultural engineering