О техническом и технологическом решении задачи повышения эффективности горного кормопроизводства в Кабардино-Балкарской Республике

Основная часть

Важным источником производства дешевых кормов являются природные кормовые угодья и, в первую очередь, естественные пастбища.

Кормовые угодья на горных землях Европейской части Российской Федерации занимают площадь свыше 1,9 млн. га. Из них только в пределах Кабардино-Балкарской республики горные пастбища и сенокосы расположены на площади около 350 тыс. га. В кормовом балансе их продукция составляет 40%, и они на 80% и более обеспечивают потребность в зеленых кормах [1].

Сочная трава на ранних фазах развития растений - наиболее полноценный и дешевый корм для животных. Сухое вещество молодой травы по своей питательности близко к концентратам, но значительно превосходит их по биологической полноценности белков и содержанию витаминов. Известно, что в период пастбищного содержания происходит наиболее интенсивный прирост живой массы и продуктивности животных. К тому же кормовая единица пастбищ стоит в 2-3 раза меньше, чем другие корма [2]. Поэтому имеющиеся большие площади естественных пастбищ в регионе необходимо правильно и эффективно использовать, сохраняя и повышая из года в год их продуктивность.

В Кабардино-Балкарской Республике природные пастбища и сенокосы являются фундаментом, основной базой окружающей среды. Поэтому от их состояния зависит не только состояние экономики, но и экологическое благополучие населения региона.

Вместе с тем практика отгонного животноводства в Кабардино-Балкарской Республике показывает, что естественные угодья используются недостаточно и неравномерно. Бессистемная их эксплуатация привела к тому, что в настоящее время почти повсеместно снизилась урожайность пастбищ и сенокосов, увеличилась площадь деградированных угодий. В коренном улучшении нуждаются 75% угодий [3, 4].

Поскольку на современном этапе необходимо активно влиять на формирование травостоя, на рельеф местности, поддержание и дальнейшее повышение продуктивности горных пастбищ и сенокосов, то актуализируется задача разработки технологии и специальных средств механизации работ по восстановлению продуктивности горных кормовых угодий и ее повышению.

Механизация кормопроизводства в горных условиях до последнего времени базировалась на применении ограниченного спектра средств механизации. В основном, были механизированы скашивание травостоя и транспортировка готовой продукции.

Для улучшения деградированных или находящихся в процессе деградации горных кормовых угодий применяются те же технические средства, что и на равнине для обработки почвы. Данное обстоятельство является сдерживающим фактором, так как при этом не учитываются специфические условия горной местности [5].

Задача увеличения кормового потенциала горных кормовых угодий в настоящее время решается, преимущественно, агрохимическими методами: внесением минеральных и органических удобрений; удалением (в основном, вручную) вредных, непоедаемых или малопродуктивных растений. Применяемые методы отличаются высокой ресурсоемкостью.

Плоскорежущие почвообрабатывающие орудия находят в настоящее время широкое применение в качестве машин для противоэрозионной системы обработки почв. Анализ показал, что плоскорез может быть использован как базовая модель при создании технических средств для улучшения горных кормовых угодий. Плоскорежущие рабочие органы обеспечивают подрезание пласта и корней сорных растений в горизонтальной плоскости.

Однако существующие плоскорезные почвообрабатывающие орудия недостаточно эффективны для борьбы со специфической растительностью горных пастбищ. Травостой горных пастбищ и сенокосов в регионе Центральной части Северного Кавказа представлен почти 480 видами растений, из которых поедаются домашними животными около 260 видов, а к непоедаемым, ядовитым и вредным относятся почти 220 видов. При этом ботанический состав отдельных участков включает только 25-40 видов. Как правило, в недеградированных сенокосах и пастбищах поедаемые растения составляют 70-80 % от общей массы травостоя, а в деградированных - менее 30-40 % [2]. Уже при снижении доли поедаемых трав в травостое до 50-60 % требуется проведение радикальных мер по улучшению пастбищ и сенокосов и корректировке ботанического состава травостоя.

Особо опасным растением является чемерица - ядовитое луковичное растение, которое вытесняет ценные злаковые и бобовые травы и при поедании животными в сыром виде вызывает их отравление.

Для борьбы с зарослями чемерицы на пастбищах и сенокосах горных районов в производственных условиях Кабардино-Балкарской Республики широко используется их ручное уничтожение путем подрезания стеблей на уровне почвы обычными тяпками или косами [2, 6]. Такое удаление чемерицы проводится в конце мая - начале июня. На его осуществление требуется затратить (в зависимости от доли чемерицы в травостое) до 22 чел.-дней на 1 га угодий. При этом на следующий год после проведения такого подкашивания или «протяпывания» чемерица отрастает вновь.

Для решения указанной проблемы предлагается новый рабочий орган (рис. 1) [7, 8], который содержит плоскорежущую лапу 1, прикрепленную к стойке 2. На поверхности плоскорежущей лапы 1 жестко установлены горизонтальные ножи 3, лобовая накладка 4, оси поворота вертикальных ножей 5. Каждый вертикальный нож 5 в передней части надет на ось поворота, сзади имеет регулировочный стержень 7, на который надеты регулировочные шайбы 8, размеры и количества которых могут быть разными, зажатые между вертикальным ножом 5 и плоскорежущей лапой 1 с помощью гайки 9, накрученной на резьбовую часть регулировочного стержня 7. Плоскорежущая лапа 1 имеет сквозное продолговатое отверстие 10, через которое перемещается регулировочный стержень 7 при сборке почвообрабатывающего рабочего органа и при регулировке высоты резания слоя почвы вертикальным ножом 5. Стойка 2 имеет отверстие 11 для ее прикрепления к общей раме плоскореза.

Рис. 1 Конструктивно-технологическая схема рабочего органа плоскореза

Для установления оптимальной высоты резания слоя почвы, вращая вертикальный нож 5 вокруг своей оси поворота 6, приподнимают регулировочный стержень 7, надевают на него определенное количество шайб 8, опускают их обратно в нижнее исходное положение так, чтобы регулировочный стержень 7 вертикального ножа 5 проходил сквозь продолговатое отверстие 10 в теле плоскорежущей лапы 1. Гайку 9 накручивают нa резьбовую часть регулировочного стержня 7 так, чтобы обеспечивалось плотное зажатие регулировочных шайб 8 между вертикальным ножом и плоскорежущей лапой 1. При движении плоскореза усилие передвижения передается через стойку 2 на лобовую накладку 4, горизонтальные (3) и вертикальные (5) ножи. При этом рабочий орган производит горизонтальное резание лобовой накладкой 4 и горизонтальными ножами 3 на заданной глубине почвы, a вертикальным ножом 5 производит вертикальное резание почвы на заданной высоте поверхности плоскорежущей лапы 1. Жесткая фиксация задней части вертикальных ножей 5 относительно лапы 1 придает конструкции жесткость.

При необходимости увеличения или уменьшения глубины обработки почвы и высоты резания слоя почвы, соответственно, увеличивают или уменьшают количество регулировочных шайб 8.

В результате математического моделирования процесса работы предлагаемого агрегата получены аналитические выражения, позволяющие установить основные факторы, оказывающие влияние на эффективность разрушения почвенного пласта и разрезания корней сорных растений. Установлены рациональные параметры и режимы работы плоскорезного агрегата: глубина обработки почвы - 0,15-0,2 м; скорость агрегата - 2,4-3,0 м/с; ширина захвата агрегата - 0,9-2,7 м.

На основании анализа результатов теоретических исследований сопротивления, испытываемого плоскорезным рабочим органом при его взаимодействии с почвой, можно заключить, что основными параметрами модернизированного плоскореза являются ширина захвата агрегата, глубина хода плоскореза и скорость агрегата.

Для оценки степени влияния каждого из основных параметров модернизированного плоскорезного рабочего органа на тяговое сопротивление агрегата была составлена компьютерная программа с использованием полученных теоретических зависимостей. Ее реализация позволила получить графические зависимости тягового сопротивления агрегата от глубины обработки почвы при работе на I, II, III и IV передачах трактора и с различным количеством плоскорезных рабочих органов (рис. 2-5).

Полученные графики подтверждают правильность полученных теоретических зависимостей и то, что они верно описывают процесс плоскорезной обработки почвы. В частности, из графиков виден рост тягового сопротивления с повышением скорости движения трактора, с которым агрегатируется модернизированный плоскорез.

Кроме того, рост тягового сопротивления агрегата наблюдается также с увеличением количества плоскорезов, что является естественным.

Рис. 2 Зависимость удельного сопротивления плоскорезного агрегата от глубины обработки почвы при работе на I передаче с одним (1), двумя (2) и тремя (3) рабочими органами

Рис. 3 Зависимость удельного сопротивления плоскорезного агрегата от глубины обработки почвы при работе на II передаче с одним (1), двумя (2) и тремя (3) рабочими органами

Рис. 4 Зависимость удельного сопротивления плоскорезного агрегата от глубины обработки почвы при работе на III передаче с одним (1), двумя (2) и тремя (3) рабочими органами

Рис. 5 Зависимость удельного сопротивления плоскорезного агрегата от глубины обработки почвы при работе на IV передаче с одним (1), двумя (2) и тремя (3) рабочими органами

Аналогичная картина наблюдается и на остальных скоростях передвижения плоскорезного агрегата. При выборе рациональных параметров работы модернизированного плоскореза необходимо учитывать, что большую роль играет глубина обработки, причем ее величина должна определяться глубиной залегания корней подрезаемой сорной растительности.

Производственные испытания плоскорезного агрегата с разработанными рабочими органами были проведены в 2014-2015 гг. в условиях горного урочища Хаймаши в пределах землепользования ООО НП «Шэджэм» Чегемского района Кабардино-Балкарской Республики (рис. 6).

В результате применения модернизированного плоскореза масса злаковых и поедаемых широколистных трав увеличилась в 2,5-6,7 раз по сравнению с необработанным сенокосом. При этом доля чемерицы в травостое (по массе) значительно уменьшилась. На второй год после плоскорезной обработки модернизированным плоскорезом без применения удобрений масса поедаемых трав в сенокосе достигла 160 ц/га.

Из состава травостоя, наряду с чемерицей, исчезли ветренница и лапчатка. В то же время появились ранее не встречавшиеся виды: девясил высокий, козлобородник луговой. Отмечено угнетение многих стержнекорневых растений: люцерны серповидной, эспарцета закавказского, клевера лугового. Активизировалось расселение клевера белого, а также лядвенца кавказского.

Рис. 6 Производственные испытания плоскорезного агрегата с разработанными рабочими органами

Обработка модернизированным плоскорезом оказала положительное влияние на качественный состав травостоя и его продуктивность.

В плане качественных изменений отмечено также практически полное исчезновение из состава травостоя ядовитой чемерицы, а также лютиков и непоедаемой лапчатки. Растения чемерицы, отросшие из оставшихся неповрежденных луковиц, теряли свою виолентность, так как их надземная масса уменьшается в десятки раз, и они легко заглушаются даже злаковыми травами. Продуктивность по массе поедаемых скошенных трав увеличилась в 2,5-6,7 раза.

Список использованных источников

1. Фисун М.Н., Мишхожев В.Х. Создание травостоев на склонах высокогорий, подверженных денудации // Международный сельскохозяйственный журнал. 2011, №2. С. 63-65.

2. Мишхожев В.Х. Обоснование параметров и режимов работы плоскореза для улучшения горных пастбищ в условиях Кабардино-Балкарской республики. Дисс. … канд. техн. наук. Нальчик. 1999. 143 с.

3. Хамоков Х.А., Бекаров А.Д., Мишхожев В.Х. Улучшение агрофизических свойств почвы на горных склонах путем механизированного омоложения травостоев // Научно-практический журнал, NovaInfo. Ru. 2016, т.2, № 42. С. 25-31.

4. Мишхожев В.Х. Восстановление продуктивности горных кормовых угодий // Сельский механизатор. 2017, №2. С. 14-15.

5. Хамоков Х.А., Бекаров А.Д., Мишхожев В.Х. Технологии и средства механизации для восстановления продуктивности горных кормовых угодий // Научно-практический журнал, NovaInfo. Ru. 2016, т.1, № 43. С. 25-31.

6. Фисун М.Н., Каскулов М.Х., Магомедов К.Г., Мишхожев В.Х. Борьба с чемерицей на горных кормовых угодьях // Кормопроизводство». 1999, №2. С. 12-13.

7. Пат. 2154929 Российская Федерация, МПК⁷ А01B 35/26. Почвообрабатывающий рабочий орган / М.Х. Каскулов, М.Н. Фисун, В.Х. Мишхожев, Б.Я. Барагунов; заявитель и патентообладатель - «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия». № 98123054/13; заявл. 22.12.1998; опубл. 27.08.2000; Бюл. № 24. 2 с.

8. Мишхожев В.Х., Хакулов И.В. Модернизированный плоскорез для повышения продуктивности горных кормовых угодий: параметры и режимы работы // Материалы VI Межвузовской научно-практической конференции сотрудников и обучающихся аграрных вузов Северо-Кавказского федерального округа «Инновации в агропромышленном комплексе», посвященной 100-летию профессора З.Х. Шауцукова (21-22 апреля 2017 г., г. Нальчик). Нальчик: КБГАУ. 2017. С. 116-117.

Размещено на Allbest.ru