НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ
НАВЧАЛЬНО-НАУКОВИЙ ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ
ФАКУЛЬТЕТ ІНЖЕНЕРІЇ АГРОБІОСИСТЕМ
|
Кафедра сільськогосподарських машин та системотехніки ім. акад. П.М. Василенка |
Методичні вказівки і завдання до виконання лабораторних самостійних робіт
З ДИСЦИПЛІНИ:
"Система "машина - біосередовище"
Напрям підготовки 6.070101 – «Транспортні технології
(за видами транспорту)»
КИЇВ – 2014
УДК 631.4
Методичні вказівки призначені для студентів ОКР «Бакалавр». Напрям підготовки 6.070101 - «Транспортні технології (за видами транспорту)»
Рекомендовано вченою радою Навчально наукового технічного інституту Національного університету біоресурсів та природокористування України протокол № __ від ________ 2014 року).
"Система "машина - біосередовище" / методичні вказівки і завдання для виконання лабораторних і самостійних робіт / В.О.Дубровін, В.В.Теслюк, В.Б.Онищенко, В.М. Барановський, О.О.Броварець, Ю.О. Гуменюк, О.М. Вечера. – К.: Видавничий центр НУБіПУ, 2014. - с.
Укладачі: В.О. Дубровін, професор
В.В. Теслюк, доцент
В.Б. Онищенко, доцент
В.М. Барановський, доцент
О.О. Броварець, доцент
Ю.О. Гуменюк, доцент
О.М. Вечера, асистент
У методичних вказівках наведені загальні положення, завдання та методика виконання лабораторних і самостійних робіт з дисципліни "Система машина - біосередовище". Методичні вказівки містять довідкові матеріали.
Методичні вказівки розраховані для студентів і викладачів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів освіти аграрного профілю.
© В.О.Дубровін, В.В.Теслюк, В.Б.Онищенко, В.М. Барановський,
О.О.Броварець, Ю.О. Гуменюк, О.М. Вечера. 2014.
ЗМІСТ
Вступ………………………………………………………………………...4
Лабораторна робота № 1 5
Лабораторна робота № 2 12
Лабораторна робота № 3 18
Лабораторна робота № 4 25
Лабораторна робота № 5 30
Лабораторна робота № 6 36
Лабораторна робота № 7 40
Лабораторна робота № 8 48
Література 50
Вступ
Основним фактором інтенсивного розвитку агропромислового комплексу України є розробка і впровадження сучасних технологій виробництва сільськогосподарської продукції. Такі технології можуть бути реалізовані тільки на базі високопродуктивних і надійних комплексів машин, які забезпечують високоякісне виконання технологічних операцій при мінімальних затратах праці, матеріально-енергетичних ресурсів за умов мінімального впливу на біосередовище.
Мета та задачі вивчення предмету
Мета - вивчення принципів екологічно безпечного та економічно ефективного функціонування системи "машина - біосередовище" за умов роботи мобільних сільськогосподарських машин і транспортних засобів в умовах взаємодії з біологічним середовищем.
Задача - дати знання по елементам системи "машина - біосередовище", вивчити показники, якими характеризується система "машина - біосередовище", фактори, які впливають підвищенню якості виконання технологічних і транспортних операцій екологічним аспектам використання мобільних сільськогосподарських машин і транспортних засобів.
Лабораторна робота № 1
ВІДБІР ЗРАЗКІВ ГРУНТУ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТА АГРОХІМІЧНОГО АНАЛІЗУ ЗА УМОВ ОЦІНКИ ФУНКЦІОНУВАННЯ «СИСТЕМИ «МАШИНА-БІОСЕРЕДОВИЩЕ».
Мета роботи: Освоїти методику відбору зразків ґрунту з орних земель, пасовищ, луків для визначення його фізико-механічних і технологічних властивостей та агробіологічного обстеження полів.
Теоретичні відомості
Розвиток суспільства показує, що світ машин та механізмів тепер супроводжує людину на кожному кроці. Людина, суспільство стають все більш залежними від сучасної складної техніки - механізмів, машин, в тому числі транспортних енергонасичених машин, які виконують виробничі процеси та доставляють людей і вантажі до кінцевого місця. Актуальність функціонування системи «машина-біосередовище» зростає по мірі розвитку суспільства, наукової і промислової сфери та характеризується зростанням рівня механізації технологічних процесів, що відповідно призводить до зменшення частки фізичної праці людини. В той же час, підвищується продуктивність і ефективність виконання робіт, але за цих умов необхідною вимогою є дотримання мінімального впливу машин на біосередовище.
Щодо механізації агропромислового виробництва, то необхідно зауважити, що для отримання високих врожаїв сільськогосподарських культур необхідно створити оптимальні умови їх розвитку за умов оптимального співвідношення системи «машина-біосередовище». При сприятливому поєднанні всіх факторів, які впливають на розвиток рослин можливо очікувати максимальної продуктивності і високої якості урожаю. Механізоване виконання технологічних процесів передбачає застосування мобільних сільськогосподарських машин і транспортних засобів в умовах взаємодії з біологічним середовищем. За умов своєчасного виконання технологічних і транспортних робіт з дотриманням мінімального впливу на біологічне середовище досягаються оптимальні умови ґрунту для сприятливого розвитку культур. Транспортні і технологічні операції повинні виконуватися відповідно до встановлених вимог з метою створення оптимальних умов структури ґрунту, яка сприяє накопиченню поживних речовин, забезпечує ріст і розвиток рослин. Необхідність дослідження фізико-механічних і технологічних властивостей ґрунту полягає в оцінці його стану та придатності для виконання технологічних і транспортних операцій а також розробки рекомендацій для оптимізації структури ґрунту методом функціонування системи «машина-біосередовище».
У функціонуванні системи «машина-біосередовище» в умовах землеробства дуже часто доводиться зустрічатися з нерівномірною кількістю поживних речовин, які знаходяться ґрунті. Значний вплив на формування поживних речовин в ґрунті, як елементі біологічного середовища, має дія мобільних транспортних машин і сільськогосподарських агрегатів. В умовах застосування інтенсивних технологій регулювання поживних речовин відбувається шляхом машинного внесення мінеральних і органічних добрив за результатами лабораторних аналізів ґрунту до і після їх внесення. На полях, де внесено мінеральні добрива проби для агрохімічного аналізу відбирають через 2 місяці після внесення добрив. Тому вивчення методики відбору проб для визначення агрохімічних показників грунту є важливим завданням виконання лабораторних робіт. Методика визначення фізико-механічних властивостей і вміст поживних елементів в ґрунті передбачає необхідність відбору ґрунтових зразків з ділянок дослідного поля та подальший їх аналіз.
Важливою характеристикою функціонування системи «машина-біосередовище» є випадки забруднення біологічного середовища, особливо ґрунтів, по причині впливу машин і технологічних матеріалів. Місця відбору проб ґрунту на досліджуваній території намічають по координатній сітці з рівними відстанями. Якщо передбачається нерівномірне забруднення ґрунту в результаті транспортування небезпечних речовин, то відстань між лініями сітки намічають з урахуванням відстані від джерела забруднення. Середню змішану пробу складають з усіх первинних проб. При локальному забрудненні ґрунтів за умов дії системи «машина-біосередовище» місця відбору проб розміщують по концентричних колах навколо місця забруднення. Відбір проводять з урахуванням вертикальної структури, неоднорідності покриву ґрунту, рельєфу і клімату місцевості, а також з урахуванням особливостей властивостей забруднюючих речовин чи організмів. Проби відбирають з умовою, щоб у кожному випадку проба була типовою для даної точки відбору. У точках, намічених для взяття зразків, попередньо видаляють залишки рослинності.
Результати будь-якого аналізу залежать від правильного відбору проб і попередньої їх обробки. ГОСТ 28168-89 встановлює основні принципи, яких необхідно дотримуватися при проведенні відбору зразків ґрунту з поля.
Існує випадковий відбір і еталонний відбір проб.
Випадковий (рендомізований) - це традиційний метод, який використовується для однорідних полів з невеликими змінами. Метод відображає середні показники поля, середнє число всіх зразків, узятих зі всієї площі поля.
Еталонний - рекомендується для полів з великою кількістю змін на полі (пагорби, різні зміни рельєфу і т.д.). Еталонний відбір проб зменшує природну мінливість поля, скорочуючи розміри вибраного поля шляхом ділення його на елементарні ділянки (5-10 га).
Визначення фізико-механічних і технологічних властивостей та агрохімічний аналіз ґрунту може проводитись за двома схемами (рис 1.)
При першій схемі з використанням стаціонарного лабораторного обладнання і агрохімічної лабораторії, від початку відбору проб, послідуючого дослідження аналізу і до вироблення рекомендацій, в тому числі по внесенню добрив проходить від декількох днів до декількох тижнів, а по другій схемі із застосуванням мобільного лабораторного обладнання проводиться оперативне визначення в найкоротший термін.
Як видно з рис 1. на прикладі визначення показників ґрунту, що містяться в ґрунті, кінцевим етапом для обох схем є обробка і аналіз отриманих результатів та розробка рекомендацій для оптимізації функціонування системи «машина-біосередовище».
Рис.1. Способи визначення фізико-механічних і технологічних властивостей ґрунту та агрохімічних показників за умов оцінки впливу «система «машина-біосередовище».
Перед взяттям зразків ґрунту на полі, де заплановано виконання сільськогосподарських і транспортних робіт поле розподіляється на залікові ділянки площею близько 2500 м2, c = d = 50 м (рис.2). Відбір зразків ґрунту проводиться точково за допомогою бура-щупа по осі ділянки вздовж гону. Зразки ґрунту відбираються на відстані а = b = 25 м від краю поля. Повторність відбору зразків трикратна. У випадку вивчення локального негативного впливу системи «машина-біосередовище» на навколишнє природне середовище доцільно проводити відбір проб у місцях слідів руху транспорту, куч розміщення мінеральних і органічних добрив, меліорантів та інших нехарактерних місць.
Рис. 2. Схема відбору зразків ґрунту на полі
При проведенні дослідів спеціаліст рухається по полю, і записує координати контрольних ділянок поля. Потім за цими даними, в світових координатах (широта, довгота), будуються електронні картограми місце визначених параметрів.
На орних ґрунтах точкові зразки ґрунту відбираються на глибину орного шару ґрунту. Відібрані зразки разом з етикетками поміщають в мішки або коробки. На етикетках вказується:
Найменування організації, яка проводила дослідження (НУБіП України).
Місце відбору проб (адреса).
Дату відбору зразків.
Прізвище виконавця.
В основі застосування екологічно безпечних технологій із використанням мобільних сільськогосподарських машин і транспортних засобів в умовах функціонування системи «машина-біосередовище» розробляються технології точного землеробства (ТЗ). Точне землеробство (ТЗ) - спосіб виробництва продукції рослинництва, який базується на застосуванні контрольованих машинних технологій для внесення змінних норм технологічних матеріалів (насіння, добрив, пестицидів) відповідно до потреб рослин на кожній елементарній ділянці поля. Технології ТЗ базуються на використанні глобальної системи позиціонування (ГСП), географічної інформаційної системи (ГІС) та технології змінних норм внесення технологічних матеріалів (ЗНВ), що дають можливість контролювати систему «машина-біосередовище» за умов виконання сільськогосподарських і транспортних робіт. Точність визначення фізичного стану ґрунту і наявності поживних речовин а також встановлення координат знаходження МТА залежить від принципу побудови системи позиціонування, а також від технологічного рівня обладнання, і в цілому може сягати декількох сантиметрів.