АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ ГОЛЧАСТИХ РОТАЦІЙНИХ ЗНАРЯДЬ ДЛЯ ВНЕСЕННЯ РІДКИХ ДОБРИВ У ШАР ҐРУНТУ

Анотація

Мета досліджень – виявити тенденції технічного розвитку голчастих ротаційних засобів для впорскування (інжектування, ін’єкції) в шар ґрунту рідинних сумішей з урахуванням сутності
технологічної операції, як керівної дії зі зміни стану ґрунту.
Методи дослідження – аналіз та узагальнення суттєвих ознак технічних рішень голчастих знарядь для обробітку ґрунту та внесення рідких добрив у шар ґрунту. Для вироблення критеріїв оцінки технічних рішень попередньо аналізувалися наукові дослідження з класифікації знарядь такого типу та узагальнені тлумачення сутності технологічних операцій обробітку ґрунту, внесення хімічних речовин, сівби тощо.
Результати. Оцінити місце конкретного знаряддя в етапі розвитку дає змогу аналіз із точки зору можливості керування процесом та ступені його виконання конкретним знаряддям. Відповідно до «Системи властивостей та показників стану ґрунту» [Ветохін 2009], будь яке внесення/вилучення речовини, енергії та/або інформації вважається керівним фактором зміни стану системи, кінцева мета якого – зміна рівня обмінних процесів та, як наслідок, зміна врожайності. Напрямком розвитку аграрних технологій і технічних знарядь, спрямованому на кардинальне зменшення витрат ресурсів, вважається збільшення інформаційної складової техногенних процесів [Ветохін, Алтибаєв 2019].
Одне з перших технічних рішень голчастих знарядь для внесення рідини шар ґрунту відоме з американського патенту 1898 року [Morris, 1898]. Метою автора винаходу є створення приладу, пристосованого для утворення лунки в ґрунті, посадки рослини та подачі води в лунку.
Сучасний стан розвитку технічних засобів ілюструється запатентованим в США, РФ та ЄС винаходом «Системи, методи та апарати для внесення сільськогосподарських рідин» [Stoller та інші, 2020], [Радтке та інші, 2020], [Levy та інші, 2015]. Якісно новий рівень досягається включенням в систему керування процесом датчиків поточного стану ґрунту. Датчики контактують з ґрунтом для моніторингу його стану, зокрема щільності, температури, вологості, відсоткового вмісту вуглецю, органічних речовин, калію, фосфору, азоту та таке інше. У системі подачі рідини кожен із випусків з’єднаний з окремими джерелами матеріалу, який вводиться, і можуть містити різнорідні рідкі матеріали, наприклад, різні типи добрив, рідкі інсектициди.
Висновки. Встановлено, що технічні рішення голчастих знарядь пройшли розвиток від ручних пристосувань періодичної дії до ротаційних голчастих знарядь безперервної дії для дозованого внесення комплексних добрив та одночасного розпушення ґрунту.
Наступним кроком технічного розвитку слід очікувати створення автоматизованих комплексів з ротаційними голчастими робочими органами, що здатні безперервно оцінювати стан ґрунту та керувати процесом розпушення і внесення сільськогосподарських матеріалів різними дозами вздовж кожного рядка.
Перспективний етап техніко-технологічного розвитку – створення знарядь, які напряму будуть керувати обмінним процесами в системі з шаром ґрунту. У науковому сенсі, дослідження тенденцій розвитку знарядь підтвердило раніш опубліковане теоретичне узагальнення властивостей ґрунту стосовно процесу керування його станом з мінімальними витратами ресурсів.
Ключові слова: голчасті ротаційні знаряддя, внесення рідких добрив, шар ґрунту, розпушення, властивості ґрунту, керування процесом.