Машина для измельчения рисовых остатков на рисовых полях, убранных комбайном.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 5077 (2023) Цитировать эту статью

725 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В настоящее время зерноуборочные комбайны являются наиболее часто используемым устройством для уборки сельскохозяйственных культур; в результате большое количество растительного материала и пожнивных остатков концентрируется в узкой полосе растительного материала, которая выходит из комбайна, что усложняет задачу управления остатками. Целью данной статьи является разработка машины для управления пожнивными остатками, которая может измельчать рисовые остатки и смешивать их с почвой убранного рисового поля. Для этого к разработанной машине прикреплены два важных агрегата: измельчающий и измельчающий. Трактор использует эту машину в качестве основного источника с диапазоном мощности около 55,95 кВт. Для исследования были выбраны четыре независимых параметра: скорость вращения (R1 = 900 и R2 = 1100 об/мин), скорость движения вперед (F1 = 2,1 и F2 = 3,0 км/ч), регулировка по горизонтали (H1 = 550 и H2 = 650 мм) и вертикальная регулировка. регулировка (V1 = 100 и V2 = 200 мм) между валом измельчителя соломы и валом ротаватора, и ее влияние было обнаружено на эффективность заделки, эффективность измельчения и уменьшение размера мусора из измельченных остатков риса. Включение остатков и эффективность измельчения были самыми высокими у компоновок V1H2F1R2 (95,31%) и V1H2F1R2 (61,92%). Максимальное снижение засоренности измельченных рисовых остатков зафиксировано на V1H2F2R2 (40,58%). Таким образом, в этом исследовании делается вывод, что разработанная машина для управления пожнивными остатками с некоторыми модификациями в передаче мощности может быть предложена фермерам для решения проблемы рисовых остатков на рисовых полях с комбинированной уборкой.

На протяжении веков при сборе урожая солома производилась как побочный продукт, что делало ее важным сельскохозяйственным ресурсом1. Несмотря на свои природные ресурсы, солома после сбора урожая имеет огромную ценность как усилитель плодородия и структуры почвы2. Второй принцип ресурсосберегающего сельского хозяйства заключается в сохранении остатков, что способствует здоровью почвы, уменьшает эрозию почвы и повышает содержание влаги в почве, улучшая содержание органических веществ в почве, тем самым увеличивая урожайность сельскохозяйственных культур и использование энергии3. На сохранение пожнивных остатков влияют различные факторы, включая урожай, почву, климат, уклон и методы управления остатками.

В период с 1949–50 по 2017–18 годы наблюдался огромный рост урожайности основных культур. Он составил около 379,8% по рису, 1460,4% по пшенице, 1337,6% по кукурузе, 209,9% по бобовым, 388,7% по масличным культурам и 669,3% по сахарному тростнику4. Большинство пожнивных остатков сжигается на полях, а не используется для кормления животных, изготовления питательного компоста или посадки грибов, даже несмотря на то, что их можно превратить в биоэнергию для снабжения и развития сельских районов5,6. Существует прямая зависимость между урожайностью сельскохозяйственных культур и наличием электроэнергии в сельскохозяйственном производстве. Ежегодно в Индии производится около 371 миллиона тонн пожнивных остатков, из которых остатки пшеницы составляют 27–36%, а остатки риса – 51–57%7,8. В северо-западном (северо-западном) регионе Индии, а именно в Пенджабе, Харьяне и Уттар-Прадеше, остатки рисовых культур сжигаются на месте, что является еще одной распространенной практикой управления. Остатки сжигания составляют до 20% бюджета выбросов от сжигания сельскохозяйственных отходов на северо-западе Индии9. Каждая тонна соломы (риса и пшеницы) при сжигании выделяет 3 кг определенного вещества, 60 кг CO, 1460 кг CO2, 199 кг золы и 2 кг SO210, вызывая значительное глобальное потепление и кислотные дожди. При этом при сжигании теряется около 32–67% массы соломы и 27–73% азота1,11. По прогнозам, сжигание рисовой и пшеничной соломы в Индии в 2000 году приведет к выбросам 110, 2306, 2 и 84 гигаграммов (Гг) CH4, CO и NOx соответственно12. Таким образом, страна должна повысить механизацию сельского хозяйства для производства продуктов питания и повышения качества жизни. Во многих методах ведения сельского хозяйства производственные затраты довольно высоки из-за интенсивности труда, необходимого для различных аспектов сельскохозяйственной деятельности. Напротив, доля механических и электрических источников энергии увеличилась с 7% до примерно 90% за тот же период. В индийском сельском хозяйстве преобладают мелкие хозяйственные хозяйства, занятые главным образом сельскохозяйственными операциями; это означает, что консолидация земельных владений будет необходима, чтобы воспользоваться преимуществами механизации сельского хозяйства13.