Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Разработка алгоритмов и программного обеспечения систем управления движением роботизированного почвообрабатывающего агрегата
Get PDFAbstract. Automation of agricultural machinery is aimed at solving specific practical tasks: control and maintenance of the technological process quality, increasing labor productivity as well as crop yields. The method of "precision farming" is economically expedient, since it is a direct saving of technological material, as well as it helps reducing the negative impact on the environment and farm produce. (Research purpose) The research purpose is to review and analyze the main aspects required to develop the algorithms and software for motion control systems for a robotic tillage unit. (Materials and methods) To implement process control, it is necessary to control the direction of travel along a specified path, change the speed of movement depending on the engine load, switching the transmission gears. Physical-and-mechanical characteristics of the unit are rather heterogeneous and depend on weather conditions. Therefore, the algorithm for controlling the power of the robotic mobile unit must take into account, as much as possible, variations in the external effects of drawbar properties and the motion resistance, as a random factor. (Results and discussion) The authors have developed an imitation model representing the movement of a robotic unit. For the simulation, use has been made of a cyclic trajectory of the unit movement, consisting of two types of sections: the rectilinear ones reflecting the soil tillage pattern, and the turn areas where the unit makes a turn along a curvilinear trajectory around a certain center. (Conclusions) The implementation of robotic technologies in agricultural production result in increased technical, technological, production and economic indicators of agricultural units in field work, increased labor productivity, reduced time required for fieldworks, more rational use of bioenergy resources, increased yields of agricultural crops and reduced environmental impacts.Реферат. Автоматизация сельскохозяйственной техники призвана решать конкретные практические задачи: контроль и поддержание качества выполнения технологического процесса, повышение производительности труда, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур. Метод «точного земледелия» экономически целесообразен, так как способствует экономии технологического материала, снижению отрицательного воздействия на окружающую среду и производимую продукцию. (Цель исследования) Рассмотреть и проанализировать основные аспекты, необходимые при разработке алгоритмов и программного обеспечения систем управления движением роботизированного агрегата для пахотных работ. (Материалы и методы) Управление технологическим процессом включает руководство движением по заданной траектории, возможность изменения скорости движения в зависимости от загрузки двигателя, переключая передачу в трансмиссии. Физико-механические свойства агрегата существенно отличаются неоднородностью и зависят от погодных условий; алгоритм управления роботизированным мобильным агрегатом должен в максимальной степени учитывать вариации внешних воздействий сцепных свойств и сопротивлений движению в статусе случайных величин. (Результаты и обсуждение) Разработали имитационную модель, представляющую движение роботизированного агрегата. Выбрали цикличную траекторию перемещения агрегата, состоящую из двух видов участков: прямолинейных, на которых происходит обработка почвы, и участков разворота, где агрегат совершает разворот по криволинейной траектории вокруг некоторого центра. (Выводы) Внедрение роботизированных технологий в земледелие повышает технические, технологические, производственно-экономические показатели сельскохозяйственных агрегатов при проведении полевых работ, увеличивает производительность труда, сокращает сроки проведения работ, способствует рациональному использованию биоэнергетических ресурсов, повышает урожайность и снижает экологическую нагрузку на окружающую среду
Экспериментальные исследования теплоносителя при воздействии поля сверхвысокой частоты
Get PDFIn order to evaluate the initial requirements for a coolant when designing an installation for obtaining the energy of the “water – ice” phase transition, it is necessary to conduct experimental studies on the thermophysical and electrophysical parameters of the coolant. The type of chosen coolant determines the power of the developed installation. (Research purpose) Experimental determination of the thermophysical and electrophysical parameters of the coolant when exposed to an electromagnetic field of super-high frequency, with the prospect of using this coolant in the developed installation. (Materials and methods) The authors used water and a saline solution of sodium chloride at a concentration of 1–20 percent as a coolant in the developed experimental installation for obtaining the energy of the “water-ice” phase transition. When exposed to an electromagnetic field of super-high frequency (microwave oven Mystery MMW-2315G) with a power of 800 watts and a magnetron frequency of 2450 megahertz, the treatment time was alternatively set at 30, 60 and 120 seconds. Measurements were taken of freezing temperature, pH of water and solutions, electrical conductivity, and salt concentration. (Results and discussion) It has been found that when a super-high-frequency electromagnetic field affects a sodium chloride solution at a concentration of 20 percent, its freezing temperature decreases from 16.6 degrees Celsius below zero to 18.5 degrees Celsius below zero, for a eutectic solution - from 21.2 degrees Celsius below zero to 25 degrees Celsius below zero, while pH and salt concentration increase, and specific electrical conductivity decreases as well. (Conclusions) The authors have selected an optimal coolant for the developed experimental installation: a saline solution of sodium chloride at a concentration of 20 percent and a freezing temperature of 16.6 degrees Celsius below zero. It is recommended to provide additional capacity for the electrophysical treatment of the coolant. It has been determined that after the super-high frequency electromagnetic treatment, the freezing temperature of the saline solution dropped to 18.5 degrees Celsius below zero.Оценить исходные требования к теплоносителю при проектировании установки для получения энергии фазового перехода «вода – лед», необходимо провести экспериментальные исследования по теплофизическим и электрофизическим параметрам теплоносителя. Выбор теплоносителя определяет мощность разработанной установки. (Цель исследования) Экспериментально определить теплофизические и электрофизические параметры теплоносителя при воздействии на него электромагнитным полем сверхвысокой частоты, с перспективой применения этого теплоносителя в разработанной установке. (Материалы и методы) Использовали в качестве теплоносителя в разработанной экспериментальной установке для получения энергии фазового перехода «вода – лед» воду и солевой раствор хлорида натрия концентрацией 1-20 процентов. При воздействии электромагнитного поля сверхвысокой частоты (микроволновая печь Mystery MMW-2315G) мощностью 800 Ватт, при частоте магнетрона 2450 мегагерц изменяли продолжительность обработки: 30, 60 и 120 секунд. Измерили температуру замерзания, pH воды и растворов, удельную электропроводность, концентрацию соли. (Результаты и обсуждение) Выявили, что при воздействии электромагнитного поля сверхвысокой частоты на раствор хлорида натрия концентрацией 20 процентов температура его замерзания понижается с минус 16,6 до минус 18,5 градуса Цельсия, для эвтектического раствора – с минус 21,2 до минус 25 градусов Цельсия, pH и концентрация соли повышается, а удельная электропроводность уменьшается. (Выводы) Подобрали оптимальный теплоноситель для разработанной экспериментальной установки: солевой раствор хлорида натрия концентрацией 20 процентов, температура замерзания составляет минус 16,6 градуса Цельсия. Рекомендовали предусмотреть дополнительную емкость для электрофизической обработки теплоносителя. Определили, что после обработки электромагнитной обработки сверхвысокой частоты температура замерзания солевого раствора понизилась до минус 18,5 градуса Цельсия
Управление механизированными технологическими процессами возделывания зерновых культур
Get PDFThe authors have proved that grain crops in Siberia are cultivated using primarily extensive technologies and inadequate technical support, which makes farm produce uncompetitive. Further intensification of crop cultivation requires increasing the accuracy of technological operations. However, the insufficient availability of modern machinery remains the main limiting factor in the technological modernization of agriculture. The study has revealed that further prospects for the efficiency growth in using mechanized technologies for cultivating grain crops are offered by soil cultivation, which consumes from 30 to 40 percent of all energy costs. (Research purpose) is to justify the methodological principles of automatic controlling an energy-intensive process of tillage in agricultural technologies of grain cultivation. (Materials and methods) Use has been made of the methods of statistical analysis and synthesis of technical control means. (Results and discussion) The study has proved the necessity of the intellectualization of farm production. The authors have developed a system of automatic mode regulation belonging to the class of automatic adaptive systems with programmable positional control of input data and ensures that the machine-and-tractor unit is in the optimal range of energy modes. The minimum of dynamic error has been accepted as the quality criterion of the positional control system. To measure it, use has been made of Mahalanobis-type metric taking account of the Hamming distance. The operation of a machine-and-tractor unit has been controlled by power and kinematic regulation of the engine operating modes on tractors with a hydraulic gearbox and a gas-turbocharged engine. The effect was directed on the fuel pump rail or the fuel control lever, the gear shift lever, and the hydraulic system levers. (Conclusions) The study has revealed a random nature of the change in traction resistance of the machine-and-tractor unit caused by the heterogeneity of the soil cover. The authors have determined that this leads to increased energy intensity, as well as insufficient performance of built-in information systems indicating the current energy modes of operation of the machine-and-tractor unit operation. To control and regulate the soil heterogeneity by its hardness, a new technical solution has been proposed. The authors have proved that the developed and tested theoretical foundations and technical means of automatic control of energy-intensive technological processes of tillage ensure the required quality indicators.Показали, что при возделывании зерновых культур в Сибири преимущественно используют экстенсивные технологии на фоне недостаточного технического обеспечения, что делает продукцию неконкурентоспособной. Дальнейшая интенсификация земледелия требует повышения точности выполнения технологических операций. Однако обеспеченность современной техникой остается основным лимитирующим фактором технологической модернизации земледелия. Выявили, что резервом роста эффективности в машинных технологиях возделывания зерновых культур может стать обработка почвы, на которую расходуется 30-40 процентов всех энергозатрат. (Цель исследования) Обосновать методологические принципы автоматического управления энергоемким процессом основной обработки почвы в агротехнологиях возделывания зерновых культур. (Материалы и методы) Использовали методы статистического анализа и синтеза технических средств управления. (Результаты и обсуждение) Подтвердили необходимость интеллектуализации сельскохозяйственного производства. Разработали систему автоматического управления режимами, которая относится к классу автоматических адаптивных систем с программным позиционным управлением на входе и обеспечивает нахождение машинно-тракторного агрегата в оптимальной зоне энергетических режимов. В качестве критерия качества системы позиционного управления приняли минимум динамической ошибки. Для ее измерения применили метрику махалонобисского типа – хемминговым расстоянием. Работу машинно-тракторного агрегата контролировали посредством силового и кинематического управления режимами работы двигателя на тракторах с гидрофицированной коробкой передач, двигатель которых форсирован газотурбонаддувом. Направили воздействие непосредственно на рейку топливного насоса или рычаг управления топливоподачей, на рычаг переключения скоростей коробки передач и на рычаги гидронавесной системы. (Выводы) Выявили случайный характер изменения тягового сопротивления машинно-тракторного агрегата из-за неоднородности почвенного покрова. Определили, что следствием этого стали повышенная энергоемкость, а также недостаточная эффективность применения встроенных информирующих систем о текущих энергетических режимах работы. Для контроля и управления неоднородностью почвы по ее твердости предложили новое техническое решение. Доказали, что разработанные и апробированные теоретические основы и технические средства автоматического управления энергоемкими технологическими процессами обработки почвы обеспечивают требуемые показатели качества
Подкисление жидкого навоза как один из способов снижения выбросов аммиака
Get PDFAmmonia emissions are a worldwide major environmental concern. In 2017, ammonia emissions in the European part of Russia amounted to 80.9 thousand tons, of which up to 56.9 thousand tons came from agriculture. The main source of ammonia in this sector is the farm animal/poultry manure (slurry) utilisation technologies. Slurry acidification technology (SAT) is one of the methods to reduce ammonia emissions. (Research purpose) To assess the potential application of this technology in the Russian part of the Baltic Sea catchment area within the North-West Federal District of the Russian Federation. (Materials and methods) The area under study included Republic of Karelia, Kaliningrad, Leningrad, Novgorod and Pskov Regions. The authors considered the statistical data on the farm animal stock and the slurry output in the pilot area. The dynamic pattern of pig slurry pH was experimentally determined. The economic efficiency of slurry acidification technology was calculated for two functioning livestock complexes. (Results and discussion) According to statistical data, around 11.8 million tons of animal/poultry manure is produced in the pilot area annually, including around 7.4 million tons of slurry, which could potentially be acidified. Three SAT options – in-house, in-storage and in-field application – were considered for the Russian conditions. The main limiting factors for SAR application were identified. The SAT introduction costs and economic benefits were compared. (Conclusions) The prospects of SAT introduction in the pilot region were estimated. The need for the integrated research under the Russian conditions involving engineers, biologists, soil scientists, ecologists and other specialists, who could prove the feasibility and economic efficiency of the slurry acidification technology, was established. Выбросы аммиака представляют собой серьезную проблему для окружающей среды во всем мире. В 2017 году выбросы аммиака в европейской части России составили 80,9 тысяч тонн, из которых до 56,9 тысяч тонн пришлось на сельское хозяйство. Основным источником аммиака в этом секторе являются технологии утилизации навоза животных и птичьего помета (жидкого навоза). Технология подкисления жидкого навоза стала одним из методов снижения выбросов аммиака. (Цель исследования) Оценить перспективы применения этой технологии в российской части водосборного бассейна Балтийского моря в пределах Северо-Западного федерального округа Российской Федерации. (Материалы и методы). Исследовали территорию, включающую Республику Карелия, Калининградскую, Ленинградскую, Новгородскую и Псковскую области. Авторы рассмотрели статистические данные о структуре поголовья сельскохозяйственных животных и общем количестве (выходе) жидкого навоза в пилотной зоне. Экспериментально определили динамическую картину рН навоза свиней. Рассчитали экономическую эффективность технологии подкисления жидкого навоза для двух действующих животноводческих комплексов. (Результаты и обсуждение) Согласно статистическим данным, в пилотной зоне ежегодно производится около 11,8 миллиона тонн навоза и птичьего помета, в том числе около 7,4 миллиона тонн жидкого навоза, который потенциально может быть подкислен. Для российских условий рассмотрели три варианта технологий подкисления жидкого навоза: в стационарных условиях, в период хранения и в полевых условиях. Определили основные ограничивающие факторы для применения технологии подкисления жидкого навоза. Сопоставили затраты на внедрение технологии подкисления жидкого навоза и рассчитали экономическая эффективность. (Выводы) Оценили перспективы внедрения технологии подкисления жидкого навоза в пилотном регионе. Установили необходимость проведения комплексных исследований в российских условиях с участием инженеров, биологов, почвоведов, экологов и других специалистов, которые могли бы доказать целесообразность и экономическую эффективность технологии подкисления жидкого навоза
Алгоритм подбора модели базового трактора для формирования тракторного поезда
Get PDFThe main quality indicators of tractor trains (the number of trailers and their total load capacity, speed and stability of movement, braking distance, etc.) depends largely on the correct choice of the type of a base tractor. The existing methodological principles for optimizing the dimension range of agricultural tractors do not take into account the type of trailers. Therefore, the task of a rational choice of the base tractor type, taking into account the most complete utilization of the capacity of existing trailers and engine power, has become rather relevant. (Research purpose) Selection of a tractor model for hitching a group of 2PTS-4-793-03A two-axle trailers according to the criteria for carrying capacity and energy consumption of a tractor train. (Materials and methods) The authors have studied mass, weight and velocity parameters of the 2PTS-4-793-03A two-axle trailers, as well as the parameters characterizing the mechanical capabilities of the studied tractor. The studies employed the methods of implement mounting on machine-tractor units and elements of the theory of a tractor. (Results and discussion) The authors offer an algorithm of solving a problem of choosing a tractor. As a results, the ТТZ 60.10 tractor with a wheel formula of 4К2 available at farm enterprises and included in machine-and-tractor fleets and clusters has been selected as a power base of a tractor train. The authors have determined the number of trailers, which equals four, the tractor train speed ranges of 4-28 kilometers per hour, the tractor engine power amounting to 8.5-59.5 kilowatts, changes in critical values of the effective engine power corresponding to 13.492-94.444 kilowatts, as well as specified some other criteria. (Conclusions) The ТТZ 60.10 tractor with a wheel formula 4К2 and 46.7 kilowatt of effective engine capacity has been considered the optimal choice. It has been proved that this tractor can move four 2PTS-4-793-03A two-axle trailers with a total weight of 15,600 kilograms along asphalt-concrete roads with a rational speed of 9.505 kilometers per hour. The rationality of choice has been proved by calculating energy saving criteria: full traction efficiency accounts for 60 percent, engine load factor is 89 percent, and traction power utilization amounts to 96 percent.Основные качественные показатели тракторных поездов (количество прицепов и их общая грузоподъемность, скорость и устойчивость движения, длина тормозного пути) во многом зависят от правильного выбора типажа базового трактора. Существующие методологические принципы оптимизации типоразмерного ряда сельскохозяйственных тракторов не учитывают типаж прицепов. Поэтому важной задачей стал рациональный выбор типажа базового трактора с учетом наиболее полного использования грузоподъемности существующих прицепов и мощности двигателя. (Цель исследования) Выбрать модель трактора для агрегатирования с группой двухосных прицепов 2ПТС-4-793-03А по критериям грузоподъемности и энергозатрат тракторного поезда. (Материалы и методы) Изучили массовые, весовые и скоростные параметры двухосного прицепа 2ПТС-4-793-03А, а также параметры, характеризующие механические возможности искомого трактора. Использовали методы комплектования машинно-тракторных агрегатов и элементы теории трактора. (Результаты и обсуждение) Предложили алгоритм решения задачи по подбору модели трактора. В качестве энергетической базы тракторного поезда выбрали трактор ТТЗ 60.10 с колесной формулой 4К2, состоящий на балансе фермерских хозяйств, машинно-тракторных парков и кластеров. Вычислили число прицепов, которое оказалось равным четырем, диапазоны скоростей движения тракторного поезда – 4-28 километров в час, мощностей двигателя трактора – 8,5-59,5 киловатт, изменения критических значений эффективной мощности двигателя – 13,492-94,444 киловатта и другие критерии. (Выводы) Признали оптимальным выбор трактора ТТЗ 60.10 с колесной формулой 4К2 и эффективной мощностью двигателя 46,7 киловатта. Показали, что он может передвигать четыре двухосных прицепа модели 2ПТС-4-793-03А общей массой 15 600 килограммов на дорогах с асфальто-бетонным покрытием с рациональной скоростью 9,505 километра в час. Доказали рациональность выбора с помощью расчетов критериев энергосбережения: полный тяговый коэффициент полезного действия составляет 60 процентов, коэффициент загрузки двигателя – 89 процентов, коэффициент использования тяговой мощности – 96 процентов
Повышение износостойкости и прочности на изгиб ножей к центробежным свеклорезкам
Get PDFThe efficiency of sugar production depends largely on the state of beet chips obtained from a centrifugal sugar beet cutter. It is shown that a one-shift operation of defective knives may result in a loss of up to 28-30 percent of sucrose. (Research purpose) To establish quality indicators of beet chips obtained from a centrifugal beet cutter, to improve a design and production technology of knives with increased physical and mechanical characteristics. (Materials and methods) The authors identified the reasons leading to the deterioration of the knife parameters and ensuring the quality of sugar beet cutting. To increase the indicators of wear resistance and bending strength of the cutting edges, the knife design was modified and a new technology of knife manufacturing was offered. The authors theoretically and experimentally proved the feasibility of replacing the manufacturing technology of the cutting edges of knives - from cutting to plastic deformation in die tooling. (Results and discussion) The authors have determined the mechanism and consequences of the wear and breakage of cutting points and the deformation and breakage of cutting edges of sugar beet knives. The technology of edge die stamping with special equipment was offered. The design of tooling for die stamping and machining of knife’s cutting edges was developed and experimentally tested in production conditions. (Conclusions) The authors offered the methods of strengthening cutting edges of knives with die casting, as well as offered solutions to the design problems of knife manufacturing using special high-performance and resource-saving equipment. The main physical and mechanical characteristics of sugar beet knives manufactured according to conventional and improved technologies have been experimentally determined and tested under operating conditions. The authors show the advantages of the cutting edges of sugar beet knives manufactured according to the improved technology; the study has proved an increase in microhardness by 14 percent and an increase in bending strength by 30 percent.Эффективность производства сахара во многом зависит от состояния свекловичной стружки, полученной при измельчении сахарной свеклы в центробежной свеклорезке. Показали, что уже к концу односменной наработки дефектное состояние ножей ведет к недобору до 28-30 процентов сахарозы. (Цель исследования) Установить качественные показатели свекловичной стружки, измельченной в центробежной свеклорезке, усовершенствовать конструкцию и технологию изготовления ножей с повышенными физико-механическими характеристиками. (Материалы и методы) Выявили причины, ухудшающие параметры ножей и качество измельчения сахарной свеклы в режущем аппарате. Для повышения прочности и износостойкости на изгиб режущих граней ножа усовершенствовали конструкцию ножа и предложили новую технологию его изготовления. Теоретически и экспериментально обосновали целесообразность замены технологии изготовления режущих граней резанием на обработку пластической деформацией в штамповой оснастке. (Результаты и обсуждение) Определили механизм и последствия изнашивания и поломок режущих кромок, деформации и поломок режущих граней ножей для измельчения сахарной свеклы. Усовершенствовали технологию штамповки граней в специальной оснастке. Разработали и экспериментально проверили в производственных условиях конструкцию оснастки для штамповки и механической обработки режущих граней ножа. (Выводы) Предложили упрочняющие методы обработки режущих граней ножей штамповкой. Решили вопросы конструктивного обеспечения технологии изготовления ножей специальной высокопроизводительной и ресурсосберегающей оснасткой. Экспериментально определили и проверили в условиях эксплуатации основные физико-механические показатели ножей для измельчения сахарной свеклы, изготовленных по традиционной и экспериментальной технологиям. Показали преимущества режущих граней ножей для измельчения сахарной свеклы, сделанных по усовершенствованной технологии: увеличение микротвердости на 14 процентов и повышение выносливости на изгиб на 30 процентов
Тенденции биотехнологического развития сельского хозяйства
Get PDFModern strategies of biotechnological development are expected to dramatically change not only production processes in agriculture, but the requirements to agricultural infrastructure, and the development strategy of rural territories as well. In the early 2000s, the construction of roads and water pipelines, gasifi cation, sustainable supply of electricity were among the main priorities. But current vital needs include sustainable mobile communication, high-speed Internet, Internet of things, digital technologies, robotics, smart farming etc. Only in this case agricultural production may experience maximum synergetic impact. (Research purpose) Evaluation and determination of the most optimal mechanisms and tools for the development and implementation of the biotechnological capacity of agriculture, working out proposals for consolidating the eff orts of the governement and agribusiness to transform the country into a leading agricultural and food power. (Materials and methods) The author analyzed agricultural development trends in modern conditions; evaluated the eff ectiveness of the processes determining the validity and reasonability of the implementation of innovative, best available, additive, digital, and other technologies in the production process. (Results and discussions) It has been determined that, in recent years, the most popular and sought-after are the technologies, which have ensured the achievement of the maximum synergistic eff ect from natural and biological resources utilized by agricultural producers, farmers and agricultural holdings. These include land, agricultural landscapes, soil biocenoses, water, and genetic productivity resources, i.e. plants, livestock, poultry, aquaculture objects, and other cultivated living organisms used by people, while observing the environmental law and preserving natural environment. (Conclusions) It has been established that modern vectors of biotechnological development radically change not only agricultural production processes, but also the requirements for agricultural infrastructure and the concept of rural area development. Currently, the four main strategies based on the paradigm of maximized utilization of the existing agrobiotechnological resources are considered to be the most vital, sustainable, and promising ones.Современные стратегии биотехнологического развития радикально изменяют не только производственные процессы в сельском хозяйстве, но и требования к формированию аграрной инфраструктуры, концепции развития сельских территорий. В начале 2000-х годов приоритетными были строительство дорог, водопровода, газификация, постоянное электроснабжение. Сейчас жизненно необходимы устойчивая мобильная связь, скоростной интернет, интернет вещей, цифровые технологии, роботизация, точное земледелие и так далее. Только в этом случае сельскохозяйственное производство проявляет максимальный синергетический эффект. (Цель исследования) Оценить и обосновать наиболее оптимальные механизмы и инструменты по развитию и реализации биотехнологического потенциала сельского хозяйства, разработать предложения по консолидации усилий государства и аграрного бизнеса по трансформированию страны в ведущую агропродовольственную державу. (Материалы и методы) Провели анализ тенденций биологического и технологического развития сельского хозяйства в современных условиях. Оценили эффективность процессов, обеспечивающих обоснованность и рациональность реализации в производство инновационных, наилучших доступных, аддитивных, цифровых и других технологий. (Результаты и обсуждение) Определили, что в последнее время наиболее популярны и востребованы технологии, направленные на достижение максимального синергетического эффекта от имеющихся в распоряжении сельхозтоваропроизводителя природно-биологических ресурсов: земли, агроландшафтов, почвенных биоценозов, воды, генетического потенциала продуктивности – растений, скота, птицы, объектов аквакультуры, других культивируемых живых организмов, при соблюдении экологического законодательства и сохранении окружающей природной среды. (Выводы) Установили, что современные векторы биотехнологического развития радикально меняют не только производственные процессы в сельском хозяйстве, но и требования к формированию аграрной инфраструктуры, концепцию развития сельских территорий. В настоящее время наиболее перспективными, популярными и востребованными стали четыре основные стратегии, базирующиеся на парадигме максимально эффективного использования имеющегося агробиотехнологического потенциала
Производство метана из промышленной конопли
Get PDFAbstract. Due to the increasing shortage of fossil fuels, the use of alternative energy sources is becoming even more popular. In Latvia, maize is predominantly used for the production of biogas, and other crops are being studied for this purpose. (Research purpose) To study the productivity of industrial hemp varieties (Cannabis sativa L.) and the possibility of obtaining biogas from hemp. (Materials and methods) Field experiments on hemp productivity were carried out on sod calcareous, heavy dusty sand clay soils in 2012-2014. Ten industrial varieties of hemp – 'Bialobrzeskie', 'Futura 75', 'Fedora 17', 'Santhica 27', 'Beniko', 'Ferimon', 'Epsilon 68', 'Tygra', 'Wojko', and 'Uso 31' – were sown with a seeding rate of 50 kilogram per hectare at the background of fertilizers: nitrogen – 120, phosphoric oxide – 90, potassium oxide – 150 kilogram per hectare. Hemp was sown on 10-square meter plots in mid-May, in triplicate. Hemp was harvested at the beginning of seed ripening phase. The whole crop of green mass was calculated on a completely dry matter. The fermentation process for the production of biogas, the average yield of methane, and other parameters were studied in the Laboratory of Bioenergetics of the Latvia University of Life Sciences and Technologies, using small-sized bioreactors. (Results and discussion) The dry matter yield of hemp obtained in the agro-climatic conditions of Latvia averaged 13.32- 17.78 tons per hectare. For an average of three years (2012-2014), higher yields of dry matter were obtained from the varieties of 'Futura 75' (17.76 tons per hectare) and 'Tygra’ (16.31 tons per hectare). The average amount of methane obtained from the 'Uso 31' leaves was 0.365 litre from one gramme of dry organic matter, which is a very good result as compared to other energy crops, for example, corn silage (0.319-0.330 litre from one gramme of dry organic matter in Latvia). (Conclusions) The research has demonstrated that hemp can be successfully used to produce biogas, and hemp leaves are the most suitable starting material.Реферат. Из-за растущей нехватки ископаемого топлива использование альтернативных источников энергии становится все более популярным. В Латвии кукуруза является доминирующей культурой, используемой для производства биогаза, однако ведутся также исследования по использованию других энергокультур. (Цель исследования) Изучить продуктивность сортов промышленной конопли (Cannabis sativa L.) и возжности получения из нее биогаза. (Материалы и методы) Полевые опыты по изучению продуктивности конопли проводили в 2012- 2014 гг. на плодородных дерново-карбонатных, среднетяжелых почвах. Десять промышленных сортов конопли – Bialobrzeskie, Futura 75, Fedora 17, Santhica 27, Beniko, Ferimon, Epsilon 68, Tygra, Wojko и Uso 31 высевали с нормой высева семян 50 килограммов на гектар на фоне удобрений: азота – 120, оксида фосфора – 90, оксида калия – 150 килограммов на гектар. Коноплю сеяли в середине мая, на учетных делянках площадью 10 квадратных метров, в трехкратной повторности. Урожай убирали в начале фазы созревания семян. Всю зеленую массу пересчитали на абсолютно сухое вещество. Процесс брожения для производства биогаза, средний выход метана и другие параметры изучали в лаборатории биоэенеретики Латвийского университета естественных наук и технологий, используя малогабаритные биореакторы. (Результаты и обсуждение) Урожайность сухого вещества конопли, полученного в агроклиматических условиях Латвии, в среднем составила 13,32-17,78 тонны с гектара. В среднем за три года (2012-2014 гг.) более высокие урожаи сухого вещества получили от сортов Futura 75 – 17,76 тонны с гектара и Tygra – 16,31 тонны с гектара. Среднее количество метана, полученного из листьев Uso 31 составило 0,365 литра на грамм сухого органического вещества. Хороший результат по сравнению с другими энергетическими культурами, например кукурузным силосом, показатель которого в Латвии равен 0,319-0,330 литра на грамм сухого органического вещества. (Выводы) Результаты исследований показали, что коноплю, особенно ее листья, с успехом можно использовать для производства биогаза
Обеспечение равномерности глубины обработки почвы
Get PDFThe authors have described the required conditions for uniform soil tillage at a given depth. It has been shown that depth wheels of tillage machines should be constantly pressed to the soil surface. The study has confi rmed the need to determine the optimal value of the vertical pressure force exerted by the depth wheels on the soil. (Research purpose) To determine ways to ensure the given depth of tillage and the required uniformity using a mounted plow with a depth wheel. (Materials and methods) The authors conducted theoretical studies using methods of theoretical and agricultural mechanics, as well as analytical geometry. They made a diagram of forces acting on the plow in the process of plowing. (Results and discussion) The authors obtained an analytical relationship to determine the vertical pressure force exerted on the soil by a depth wheel of a mounted plow taking into account dimensions and parameters of a tractor mounting system as well as a plow mounting linkage. The optimal values of vertical distance from the plow supporting plane to its lower connecting points were graphically determined. The authors calculated the optimal numerical values of the parameters taken into account: the vertical distance from the tractor's supporting plane to the attachment point of the lower links of its attachment mechanism is 0.6 meters; the number of bodies installed on a plow – 4; the weight of one plow body is 250 kilograms; the plow effi ciency – 0.7; plowing (tillage) depth – 0.3 meters; horizontal distance from the lower connecting points of the plow to the share point of the fi rst body – 0.45 meter; longitudinal distance between the plow bodies – 1.0 meter; plow landside width – 0.2 meters; coeffi cient of rolling resistance to the depth wheel of the plow – 0.2; the diameter of the depth wheel – 0.5 meters etc. (Conclusions) It has been established that in order to ensure a required plowing depth and uniformity, vertical distance from the supporting plane of four-body plows coupled with 3-4 class wheeled tractors to the lower connecting points should be within 0.703-0.771 meters.Описали условия, необходимые для равномерной обработки почвы на заданную глубину. Показали, что опорные колеса почвообрабатывающих машин должны быть постоянно прижаты к поверхности почвы. Подтвердили необходимость определения оптимального значения вертикальной силы давления опорных колес на почву. (Цель исследования) Выявить возможности обеспечения заданной глубины и требуемой равномерности обработки почвы на примере навесного плуга с опорным колесом. (Материалы и методы) Провели исследования с использованием методов теоретической и земледельческой механики, а также аналитической геометрии. Составили схему сил, действующих на плуг в процессе вспашки. (Результаты и обсуждение) Получили аналитическую зависимость для определения вертикальной силы давления опорного колеса навесного плуга на почву с учетом размеров и параметров механизма навески трактора, а также навесного устройства плуга. Графическим методом определили оптимальные значения расстояния по вертикали от опорной плоскости плуга до его нижних присоединительных точек. Вычислили оптимальные численные значения учитываемых параметров: расстояние по вертикали от опорной плоскости трактора до точки крепления нижних тяг его механизма навески – 0,6 метра; число корпусов, установленных на плуг, – 4 штуки; масса одного корпуса плуга – 250 килограммов; коэффициент полезного действия плуга – 0,7; глубина вспашки (обработки) – 0,3 метра; расстояние по горизонтали от нижних присоединительных точек плуга до носка лемеха первого корпуса – 0,45 метра; продольное расстояние между корпусами плуга – 1,0 метр; ширина полевой доски плуга – 0,2 метра; коэффициент сопротивления перекатыванию опорного колеса плуга – 0,2; диаметр опорного колеса – 0,5 метра и другие. (Выводы) Установили, что для обеспечения заданной глубины и требуемой равномерности вспашки расстояние по вертикали от опорных плоскостей четырехкорпусных плугов, агрегатируемых с колесными тракторами класса 3-4, до нижних присоедительных точек должно быть в пределах 0,703-0,771 метра