12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to...

6
Vol. 31, No. 2 / 2010 INMATEH - Agricultural Engineering Agricultural Engineering Agricultural Engineering Agricultural Engineering 87 TECHNICAL EQUIPMENT FOR INNOVATIVE TECHNOLOGY OF SOIL PREPARATION AND ESTABLISH HOEING CROPS, BASIC PROMOTING SUSTAINABLE AGRICULTURE / ECHIPAMENT TEHNIC DESTINAT TEHNOLOGIEI INOVATIVE DE LUCRARE A SOLULUI SI ÎNFIINłARE A CULTURILOR DE PRĂSITOARE, BAZĂ A PROMOVĂRII AGRICULTURII DURABILE Ph.D. Eng. Marin E. 1) , Ph.D. Stud. Sorică C. 1) , Ph.D. Stud. Manea D. 1) , Vezirov Z. 2) 1) INMA Bucharest; 2) University of Rouse Tel: 0727.957.693; Fax: 021/269.32.73; E-mail: [email protected] Abstract: This paper presents the new equipment for soil working on strips, sowing, fertilizing and insecticides spreading, as well as the innovative technology for setting hoeing crops. Results obtained from theoretical research, mathematical, allowed constructive optimization of various working parts in front of sowing section. Keywords: equipment, fertilizing, hoeing machine, insecticides, sowing, strips, sustainable, technology, INTRODUCTION Sustainable agriculture consists in scientific harmonious utilization of all specific technological components: soil works, crop rotation, fertilizing, irrigation, fighting against diseases and pests, including their biological control, animals breeding, storing, processing and using agricultural wastes etc., for obtaining high and constant outputs, without endangering the environment. In European Union countries, a special attention is given to conservative farming system, as a requirement, allowing to more efficiently manage the vegetal wastes, long-term exploiting the field, preventing and /or diminishing soil damaging and re-establishing at the same time its productive capacity and resilience capacity and the living supporting processes. Conservative systems are based on less intense soil loosening, achieved through different methods, without overturning the furrow and only when a certain quantity of vegetal wastes remains on soil surface, being considered as protective environmental - friendly strategies, (http://soco.jrc.ec.europa.eu , 2009). For assessing and rapidly framing a technological system of soil works within conservative farming category, a simple and practical indicator of directly and immediately evaluate in field has been introduced, namely: the degree of covering the soil surface with vegetal remains or protecting crops. Therefore, after sowing, or when soil is not cultivated, the soil surface covered by vegetal wastes, remained from former culture must be of at least 30 %, (www.yetterco.com , 2009). Depending on covering degree with vegetal wastes, the intensity and manner in which soil works are performed, the conservative farming systems are classified in five major categories, namely: non-tillage works; soil working in strips; vertical soil working; soil working on ridges; reduced soil works [1], [2]. Technical equipment designed at soil working on strips, hoeing plants sowing, fertilizing, granulated insecticides spreading, presented by this paper performs through a single passage the following operations: stubble or soil superficial layer scraping, creating this way a strip of 20 centimeters width and 2 cm depth, from which the vegetal remains are removed by means of two notched disks, obliquely mounted; cutting weeds and vegetal remains and soil vertically breaking on axle of row to be sown, at 4…15 cm depth by means of straight notched disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to Rezumat: În cadrul lucrării se prezintă un echipament nou de lucrat solul în benzi, semănat, fertilizat şi distribuit insecticide şi tehnologia inovativă pentru înfiinŃ area culturilor de pr ăşitoare cu acest echipament. Rezultatele obŃ inute în urma cercet ărilor teoretice, fundamentate matematic, au permis optimizarea constructiva a diferitelor organe de lucru aflate în faŃa secŃiei de semănat. Cuvinte cheie: benzi, durabilă, echipament, fertilizat, insecticide, prăşitoare, semănat, tehnologie INTRODUCERE Agricultura durabilă presupune utilizarea ştiinŃifică, armonioasă, a tuturor componentelor tehnologice specifice: lucr ările solului, rotaŃ ia culturilor, fertilizare, irigare, combaterea bolilor şi dăunătorilor inclusiv prin metode biologice, creşterea animalelor, stocarea, prelucrarea şi utilizarea reziduurilor rezultate din activităŃile agricole etc., pentru realizarea unor producŃ ii ridicate şi stabile, fără însă a afecta mediul înconjurător. În Ńările din Uniunea Europeană există o cerinŃă crescândă şi un interes deosebit pentru sistemul de agricultura conservativă, care permite gospodărirea mai eficientă a resturilor vegetale, asigură pe termen lung folosirea durabilă a terenului, prevenind şi/sau minimizând degradarea solului, restaurând, atât capacitatea sa productivă şi de rezilienŃă, cât şi procesele suport ale vieŃii. Sistemele conservative se bazează pe afânarea mai puŃin intensă a solului, realizată prin diferite metode, fără întoarcerea brazdei şi numai în condi Ń iile păstr ării la suprafaŃă solului a unei anumite cantităŃi de resturi vegetale, fiind considerate din acest motiv strategii ecologice de protecŃie, (http://soco.jrc.ec.europa.eu , 2009). Pentru aprecierea şi încadrarea rapidă a unui sistem tehnologic de lucrare a solului în categoria conservativă, a fost introdus un indicator simplu şi practic de evaluare directă şi imediată în câmp, şi anume: gradul de acoperire a suprafeŃei solului cu resturi vegetale sau culturi protectoare. Astfel, după semănat sau în perioadele când solul nu este cultivat, suprafaŃa acoperită a solului cu resturi vegetale rămase de la cultura premergătoare trebuie să fie de cel puŃin 30 %, (www.yetterco.com , 2009). În funcŃie de gradul de acoperire a suprafeŃei solului cu resturi vegetale, de intensitatea şi modul de lucrare a solului, sistemele de lucrare conservativă, sunt clasificate în cinci categorii majore şi anume: fără lucrarea solului; lucrarea solului în benzi; lucrarea solului pe verticală; lucrarea solului în biloane; lucrarea solului redusă [1], [2]. Echipamentul tehnic destinat lucrării solului în benzi, semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide granulate, prezentat în cadrul lucrării, realizează la o singură trecere următoarele operaŃii: decopertarea miriştii sau a stratului superficial al solului creând o fâşie lată de 20 centimetri şi adâncă de 2 cm curăŃată de resturi vegetale de către cele două discuri crestate montate înclinat; tăierea buruienilor, resturilor vegetale şi crestarea în plan vertical a solului pe axul rândului ce urmează a fi semănat, pe o adâncime de 4…15 cm de către discul drept crestat; pătrunderea în sol pe o adâncime 2...20 cm pentru crearea

Transcript of 12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to...

Page 1: 12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to Rezumat: În cadrul lucr ării se prezint ă un echipament nou de lucrat solul în

Vol. 31, No. 2 / 2010 INMATEH - Agricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural Engineering

87

TECHNICAL EQUIPMENT FOR INNOVATIVE TECHNOLOGY OF SOIL PREPARATION AND ESTABLISH HOEING CROPS, BASIC PROMOTING SUSTAINABLE AGRICULTURE

/ ECHIPAMENT TEHNIC DESTINAT TEHNOLOGIEI INOVATIVE DE LUCRARE A SOLULUI SI

ÎNFIINłARE A CULTURILOR DE PRĂSITOARE, BAZĂ A PROMOVĂRII AGRICULTURII DURABILE

Ph.D. Eng. Marin E.1), Ph.D. Stud. Sorică C. 1), Ph.D. Stud. Manea D. 1), Vezirov Z.2)

1)INMA Bucharest; 2)University of Rouse Tel: 0727.957.693; Fax: 021/269.32.73; E-mail: [email protected]

Abstract: This paper presents the new equipment for soil working on strips, sowing, fertilizing and insecticides spreading, as well as the innovative technology for setting hoeing crops. Results obtained from theoretical research, mathematical, allowed constructive optimization of various working parts in front of sowing section. Keywords: equipment, fertilizing, hoeing machine, insecticides, sowing, strips, sustainable, technology, INTRODUCTION

Sustainable agriculture consists in scientific harmonious utilization of all specific technological components: soil works, crop rotation, fertilizing, irrigation, fighting against diseases and pests, including their biological control, animals breeding, storing, processing and using agricultural wastes etc., for obtaining high and constant outputs, without endangering the environment. In European Union countries, a special attention is given to conservative farming system, as a requirement, allowing to more efficiently manage the vegetal wastes, long-term exploiting the field, preventing and /or diminishing soil damaging and re-establishing at the same time its productive capacity and resilience capacity and the living supporting processes.

Conservative systems are based on less intense soil loosening, achieved through different methods, without overturning the furrow and only when a certain quantity of vegetal wastes remains on soil surface, being considered as protective environmental - friendly strategies, (http://soco.jrc.ec.europa.eu, 2009). For assessing and rapidly framing a technological system of soil works within conservative farming category, a simple and practical indicator of directly and immediately evaluate in field has been introduced, namely: the degree of covering the soil surface with vegetal remains or protecting crops. Therefore, after sowing, or when soil is not cultivated, the soil surface covered by vegetal wastes, remained from former culture must be of at least 30 %, (www.yetterco.com, 2009). Depending on covering degree with vegetal wastes, the intensity and manner in which soil works are performed, the conservative farming systems are classified in five major categories, namely: non-tillage works; soil working in strips; vertical soil working; soil working on ridges; reduced soil works [1], [2].

Technical equipment designed at soil working on strips, hoeing plants sowing, fertilizing, granulated insecticides spreading, presented by this paper performs through a single passage the following operations: stubble or soil superficial layer scraping, creating this way a strip of 20 centimeters width and 2 cm depth, from which the vegetal remains are removed by means of two notched disks, obliquely mounted; cutting weeds and vegetal remains and soil vertically breaking on axle of row to be sown, at 4…15 cm depth by means of straight notched disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to

Rezumat: În cadrul lucrării se prezintă un echipament nou de lucrat solul în benzi, semănat, fertilizat şi distribuit insecticide şi tehnologia inovativă pentru înfiinŃarea culturilor de prăşitoare cu acest echipament. Rezultatele obŃinute în urma cercetărilor teoretice, fundamentate matematic, au permis optimizarea constructiva a diferitelor organe de lucru aflate în faŃa secŃiei de semănat. Cuvinte cheie: benzi, durabilă, echipament, fertilizat, insecticide, prăşitoare, semănat, tehnologie INTRODUCERE

Agricultura durabilă presupune utilizarea ştiinŃifică, armonioasă, a tuturor componentelor tehnologice specifice: lucrările solului, rotaŃia culturilor, fertilizare, irigare, combaterea bolilor şi dăunătorilor inclusiv prin metode biologice, creşterea animalelor, stocarea, prelucrarea şi utilizarea reziduurilor rezultate din activităŃile agricole etc., pentru realizarea unor producŃii ridicate şi stabile, fără însă a afecta mediul înconjurător. În Ńările din Uniunea Europeană există o cerinŃă crescândă şi un interes deosebit pentru sistemul de agricultura conservativă, care permite gospodărirea mai eficientă a resturilor vegetale, asigură pe termen lung folosirea durabilă a terenului, prevenind şi/sau minimizând degradarea solului, restaurând, atât capacitatea sa productivă şi de rezilienŃă, cât şi procesele suport ale vieŃii.

Sistemele conservative se bazează pe afânarea mai puŃin intensă a solului, realizată prin diferite metode, fără întoarcerea brazdei şi numai în condiŃiile păstrării la suprafaŃă solului a unei anumite cantităŃi de resturi vegetale, fiind considerate din acest motiv strategii ecologice de protecŃie, (http://soco.jrc.ec.europa.eu, 2009). Pentru aprecierea şi încadrarea rapidă a unui sistem tehnologic de lucrare a solului în categoria conservativă, a fost introdus un indicator simplu şi practic de evaluare directă şi imediată în câmp, şi anume: gradul de acoperire a suprafeŃei solului cu resturi vegetale sau culturi protectoare. Astfel, după semănat sau în perioadele când solul nu este cultivat, suprafaŃa acoperită a solului cu resturi vegetale rămase de la cultura premergătoare trebuie să fie de cel puŃin 30 %, (www.yetterco.com, 2009). În funcŃie de gradul de acoperire a suprafeŃei solului cu resturi vegetale, de intensitatea şi modul de lucrare a solului, sistemele de lucrare conservativă, sunt clasificate în cinci categorii majore şi anume: fără lucrarea solului; lucrarea solului în benzi; lucrarea solului pe verticală; lucrarea solului în biloane; lucrarea solului redusă [1], [2].

Echipamentul tehnic destinat lucrării solului în benzi, semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide granulate, prezentat în cadrul lucrării, realizează la o singură trecere următoarele operaŃii: decopertarea miriştii sau a stratului superficial al solului creând o fâşie lată de 20 centimetri şi adâncă de 2 cm curăŃată de resturi vegetale de către cele două discuri crestate montate înclinat; tăierea buruienilor, resturilor vegetale şi crestarea în plan vertical a solului pe axul rândului ce urmează a fi semănat, pe o adâncime de 4…15 cm de către discul drept crestat; pătrunderea în sol pe o adâncime 2...20 cm pentru crearea

Page 2: 12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to Rezumat: În cadrul lucr ării se prezint ă un echipament nou de lucrat solul în

Vol. 31, No. 2 / 2010 INMATEH - Agricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural Engineering

88

dig a furrow filled with loosened soil through breaking and partially dislocating the soil by the chisel; soil loosening on strips of 20 cm width and 2…8 cm depth by spherical disk pair; sowing hoeing plants, fertilizing and spreading micro granulated insecticides, incorporating them into the soil, covering and superficially settling the soil, substantially reducing soil compaction, energy consumption, labor cost etc. MATERIALS AND METHOD

Within INMA Bucharest have been elaborated two variants of innovative technology of soil works and hoeing crops setting appropriate to sustainable agriculture depending on soil and climate conditions, cultivated plant and fertilizing and pests control, as it follows: - VARIANT 1: Innovative technology of setting hoeing crops by two passages, the first one in autumn with technical equipment for working the soil in narrow strips, and the second-in spring-with sowing machine for hoeing plants sowing, fertilizing and spreading insecticides (Fig. 1).

unui canal umplut cu sol afânat prin ruperea şi antrenarea parŃială a solului de către cuŃitul daltă; mobilizarea şi afânarea solului în benzi cu lăŃime de 20 cm şi adâncime de 2…8 cm de către perechea de discuri sferice; semănatul plantelor prăşitoare, fertilizatul şi distribuirea insecticidelor microgranulate, încorporarea în sol, acoperirea şi tasarea uşoară, reducând substanŃial tasarea solului, consumul energetic, costul cu forŃa de muncă etc. MATERIALE ŞI METODĂ

În funcŃie de condiŃiile pedoclimatice, de planta cultivată, de sistemul de fertilizare şi combatere a dăunătorilor, în cadrul INMA Bucureşti s-au elaborat două variante ale tehnologiei inovative de lucrare a solului şi înfiinŃare a culturilor de prăşitoare corespunzătoare agriculturii durabile, astfel: - VARIANTA 1: Tehnologia inovativă de înfiinŃat culturi de plante prăşitoare în două treceri, prima, toamna cu echipamentul tehnic pentru lucrat solul în benzi înguste şi a doua, primăvara cu semănătoarea pentru semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide (fig. 1).

Fig. 1 - Aggregates used at innovative technology of setting hoeing plants by two passages (Variant 1) /

Agregate folosite la tehnologia inovativă de înfiinŃat plante prăşitoare în două treceri (Varianta 1)

VARIANT 2: Innovative technology of setting hoeing plant crops by a single passage with technical equipment of working the soil on strips, sowing, fertilizing and spreading insecticides (Figure 2).

VARIANTA 2: Tehnologia inovativă de înfiinŃat culturi de plante prăşitoare într-o singură trecere cu echipamentul tehnic de lucrat solul în benzi, semănat, fertilizat şi distribuit insecticide (fig. 2).

Fig. 2 - Aggregates used at innovative technology of hoeing plant setting by a single passage (Variant 2) / Agregate folosite la

tehnologia inovativă de înfiinŃat plante prăşitoare într-o singură trecere (Varianta 2)

Page 3: 12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to Rezumat: În cadrul lucr ării se prezint ă un echipament nou de lucrat solul în

Vol. 31, No. 2 / 2010 INMATEH - Agricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural Engineering

89

The technical equipment of soil working on strips, sowing hoeing plants, fertilizing and spreading insecticides (fig. 3), which works in aggregate with wheeled 80...100 HP tractors, endowed with three-point suspension mechanism of 2nd category according to SR ISO 730-1+C1, comprises the following main assemblies: technical equipment for soil works on narrow strips; sowing machine for hoeing plants sowing, fertilizing and spreading micro-granulated insecticides: lateral bar; central coupling bar; assembled bearing; cardan transmission, T2 101 (lmin=1010, Lmax=1570); cardan transmission, T2 051 (lmin=510, Lmax=720).

Echipamentul tehnic de lucrat solul în benzi, semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide (fig. 3), care lucrează în agregat cu tractoarele de 80...100 CP pe roŃi prevăzute cu mecanism de suspendare în trei puncte de categoria 2 conform SR ISO 730-1+C1, are în componenŃă următoarele ansambluri principale: echipament tehnic pentru lucrat solul în benzi înguste; semănătoare pentru semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide microgranulate; bară laterală; tirant central; lagăr asamblat; transmisie cardanică, T2 101 (lmin=1010, Lmax=1570); transmisie cardanică, T2 051 (lmin=510, Lmax=720).

Fig. 3 - Technical equipment of soil works on strips, sowing hoeing plants, fertilizing and spreading insecticides /

Echipament tehnic de lucrat solul în benzi, semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide

Main technical characteristics of equipment for soil works on strips, hoeing plants sowing, fertilizing and spreading insecticides are presented in table 1.

Principalele caracteristici tehnice ale echipamentului tehnic de lucrat solul în benzi, semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide sunt prezentate în tabelul 1.

Table 1 / Tabelul 1

Main technical characteristics / Principalele caracteristici tehnice

Characteristic / Caracteristica Value / Valoare

Number of working sections on narrow strips / Numărul de secŃii de prelucrat solul pe fâşii înguste 4 Distance between worked rows / DistanŃa dintre rândurile lucrate, [mm] 700 Loosened strip width / LăŃimea benzii afânată, [mm] 200 Working width / LăŃimea de lucru, [m] 2,8 Soil working depth / Adâncimea de lucrat solul, [cm] 0...20 Sowing working depth / Adâncimea de lucru la semănat, [cm] 2...12

For designing the above equipment, have been used

several solutions included within a patent demand, registered at OSIM (National Agency of Inventions and Marks) with number A1637 / 10.11.2009. The advantages of recently chosen solutions are: ensuring the access, facilitating and reducing the time necessary for mounting and dismounting the connecting bars of soil working equipment and sowing machine and for technical interventions at component parts level. Working process

The technical equipment for soil works on strips, sowing hoeing plants, fertilizing and spreading insecticides performs by a single passage the following operations: - stubble or soil superficial removing, creating a strip of 20 centimeters width and 2 cm depth, cleaned of vegetal remains by means of two notched disks obliquely mounted; - cutting the weeds, vegetal remains and vertically breaking the soil on axle of row to be sown at 4…15 cm depth by straight notched disk; -chisel’s penetrating into the soil at 2...20 cm depth for creating a ditch filled with loosened soil, resulted after soil partial drilling and breaking; - soil loosening on strips of 20 cm width and 2…8 cm depth by means of spherical disk pair; - sowing hoeing plants, fertilizing, spreading micro-granulated insecticides, introducing them into soil, covering and smoothly settling. Soil settlement around

La realizarea echipamentului tehnic de lucrat solul în benzi, semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide au fost folosite soluŃii care au făcut obiectul unei cereri de brevet de invenŃie înregistrată la OSIM cu numărul A1637 / 10.11.2009. Avantajele soluŃiilor noi alese sunt: se asigură accesul, uşurează şi reduce timpul necesar pentru montarea şi demontarea barelor de legătură a echipamentului de lucrat solul şi a semănătorii cât şi pentru intervenŃiile tehnice la componente. Procesul de lucru

Echipamentul tehnic de lucrat solul în benzi, semănat plante prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide execută la o singură trecere următoarele operaŃii: - decopertarea miriştii sau a stratului superficial al solului creând o fâşie lată de 20 centimetri şi adâncă de 2 cm curăŃată de resturile vegetale cu ajutorul celor două discuri crestate montate înclinat; - tăierea buruienilor, resturilor vegetale şi crestarea în plan vertical a solului pe axul rândului ce urmează a fi semănat, pe o adâncime de 4…15 cm de către discul drept crestat; - pătrunderea în sol pe o adâncime de 2...20 cm a cuŃitului daltă, pentru crearea unui canal umplut cu sol afânat prin ruperea şi antrenarea parŃială a solului; - mobilizarea şi afânarea solului în benzi cu lăŃime de 20 cm şi adâncime de 2…8 cm de către perechea de discuri sferice; - semănatul plantelor prăşitoare, fertilizatul şi distribuirea insecticidelor microgranulate, încorporarea în sol, acoperirea lor şi tasarea uşoară. Tasarea solului în jurul

Page 4: 12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to Rezumat: În cadrul lucr ării se prezint ă un echipament nou de lucrat solul în

Vol. 31, No. 2 / 2010 INMATEH - Agricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural Engineering

90

ditches is performed by a compacting wheel, which, depending on crop type and soil and climate conditions in Romania can be endowed with notched disks arranged under the form of „V”, rubber disks arranged under the form of „V” and zero pressure tyre. The soil compacting degree plays an important role, due to necessity of establishing an optimum contact between seed and soil for obtaining a uniform germination, (SR 13238-1, 1992).

Arrangement scheme of equipment working parts is shown in Figure 4.

rigolelor se realizează cu ajutorul unei roŃi de tasare care în funcŃie de cultura înfiinŃată şi condiŃiile pedoclimatice specifice regiunilor din România pot fi echipate cu discuri crestate dispuse în „V”, cu discuri cu cauciuc dispuse în „V” şi cu anvelopă de presiune zero. Gradul de tasare a solului are o importanŃă deosebită, datorată de cerinŃa stabilirii unui contact optim între sămânŃă şi sol în vederea unei germinări şi răsăriri uniforme, (SR 13238-1, 1992).

Schema distribuŃiei organelor de lucru ale echipamentului tehnic este prezentată în figura 4.

Fig. 4 - Scheme of arrangement of working parts of technical equipment for soil work on strips, sowing hoeing plants, fertilizing and spreading insecticides / Schema distribuŃiei organelor de lucru ale echipamentului tehnic de lucrat solul în benzi, semănat plante

prăşitoare, fertilizat şi distribuit insecticide 1 - notched disks obliquely mounted / discuri crestate montate înclinat; 2 - straight notched disk / disc drept crestat; 3 - chisel / cuŃit daltă; 4 - spherical disks / discuri sferice; 5 - share for solid chemical fertilizers / brăzdar îngrăşăminte chimice solide şi microgranule; 6 - double disk share for seeds / brăzdar dublu

disc pentru seminŃe; 7 - compacting wheel / roată de tasare

The two notched disks obliquely mounted remove the

stubble and soil superficial layer, creating a strip of 20 centimeters width cleaned of vegetal remains.

Therefore, without being necessary to increase the quantity of herbicides used, the eventual weeds already sprung can be destroyed and other weeds springing delayed.

This method eliminates the risk that plants be suffocated by weeds, before they become vigorous enough for protecting themselves, or for performing maintenance operations. Under the weight of soil working section, the straight notched disk penetrates into the soil up to adjusted depth and vertically breaks the soil and cuts the vegetal wastes, in order to facilitate the penetration of reversible chisel.

During the operation, the chisel performs a penetration motion and a translation or displacement motion, which leads to creating a ditch filled with loosened soil.

The soil processed by chisel is brought again in strips created by spherical disks, working at chisel rear part. Maintaining a constant working depth is possible by means of the two springs mounted on deformable parallelogram and compression spring, mounted on support of fixing the two spherical disks.

During the work, the straight notched disk performs two motions: a translation or displacement motion due to friction forces between disk and soil.

The working process comprises the following phases: disk notched part successively penetrates into the soil and a notch is created in vertical plan.

In figure 5 are shown the curves described by different points of disk notch and by soil placed in respective hollow of disk (point 1 on circumference at maximum depth, point a in the middle of the notch and point 2 at notch base).

Cele două discuri crestate montate înclinat execută decopertarea miriştii sau a stratului superficial al solului creând o fâşie lată de 20 centimetri curăŃată de resturi vegetale.

În acest mod, fără a fi necesară creşterea cantităŃii de erbicide folosite, sunt distruse şi eventualele buruieni deja răsărite, iar răsărirea celorlalte este întârziată.

Acest fapt elimină pericolul sufocării cu buruieni a plantelor, înainte ca acestea să poată fi suficient de viguroase pentru a se autoapăra sau pentru a se putea executa lucrările mecanice de întreŃinere. Sub greutatea secŃiei de lucrare a solului discul drept crestat pătrunde în sol până la adâncimea de lucru reglată şi execută crestarea în plan vertical a solului şi tăierea resturilor vegetale, în scopul uşurării pătrunderii cuŃitului daltă reversibilă.

În timpul lucrului, cuŃitul daltă execută o mişcare de pătrundere şi una de translaŃie sau de deplasare ceea ce conduce la crearea unui canal umplut cu sol afânat.

Solul prelucrat de cuŃitul daltă este readus în benzile create de către perechea de discuri sferice aflate în spatele acestuia. MenŃinerea adâncimii de lucru constantă se realizează cu ajutorul celor două arcuri de întindere montate pe paralelogramul deformabil şi de arcul de compresiune montat pe suportul de fixare a celor două discuri sferice.

În timpul lucrului, discul drept crestat execută două mişcări: o mişcare de translaŃie sau de deplasare şi o mişcare de rotaŃie datorită forŃelor de frecare dintre disc şi sol.

Procesul de lucru se desfăşoară în următoarele faze: pătrunderea succesivă în sol a porŃiunilor crestate ale discului şi crearea unei crestături în plan vertical.

În figura 5 sunt prezentate curbele descrise de diferite puncte ale unei crestături de pe disc şi odată cu ele, de solul aflat în concavitatea respectivă a discului (punctul 1 pe circumferinŃă la adâncimea maximă, punctul a la mijlocul crestăturii şi punctul 2 la baza crestăturii).

Page 5: 12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to Rezumat: În cadrul lucr ării se prezint ă un echipament nou de lucrat solul în

Vol. 31, No. 2 / 2010 INMATEH - Agricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural Engineering

91

Fig. 5 - Trajectories of certain points on a notch of straight disk / Traiectoriile unor puncte de pe o crestătură a discului drept

Equations of curves described by a certain point a on

the notch are shown in relations (1) and (2). EcuaŃiile curbelor descrise de un punct oarecare a

de pe crestătură sunt prezentate în relaŃiile (1) şi (2).

x = vmt+Ra cosωt (1)

y = Ra + h - Ra sinωt (2)

If ωRa = vm, respectively λ = ωRa/ vm = 1, curve described is a normal cycloid [3]. Point 1 describes an elongated cycloid, λ >1, and point 2 describes a shorten cycloid λ <1.

By differentiating equations (1) and (2) the projections of absolute speed corresponding to different soil points, limited by notch conical surface are obtained (neglecting the influence of friction forces appearing between disk and ditch walls), namely:

Dacă ωRa = vm, respectiv λ = ωRa/vm = 1, curba descrisă este o cicloidă normală [3]. Punctul 1 descrie o cicloidă alungită, λ>1, iar punctul 2 descrie o cicloidă scurtată λ<1.

Prin derivarea ecuaŃiilor (1) şi (2) se obŃin proiecŃiile vitezelor absolute ale diferitelor puncte ale solului mărginit de suprafaŃa conică a crestăturii (neglijând influenŃa forŃelor de frecare cu discul şi pereŃii canalului) şi anume:

vx = dx/dt=vm-Ra ωsinωt (3)

vx = dy/dt=-Ra ωcosωt (4)

The disk feed, s, represents the distance covered by the disk in time t when it rotates with angle at centre ψ, equal to that established between two adjacent notches, namely ψ=2π/z, where z represents the number of notches. So:

Avansul discului, s, reprezintă distanŃa parcursă de disc în timpul t în care discul se roteşte cu unghiul la centru ψ, egal cu cel dintre două crestături vecine, adică ψ=2π/z, unde z reprezintă numărul de crestături. Deci:

S = vmt (5)

and iar

t = 2π/ωz=2πR/zvp (6)

where vp is peripheral speed of straight notched disk. RESULTS AND DISCUSSIONS

Replacing in the relation (5) the relation [6], it results:

unde vp este viteza periferică a discului drept crestat. REZULTATE ŞI DISCUłII

Înlocuind în relaŃia (5) relaŃia (6), rezultă:

S = πD/zλ (7)

where: λ = Rω/vm and D is disk diameter.

The diameter of straight notched disk is chosen according to working depth and exploitation conditions (loosened or compacted field, big quantity of vegetal wastes etc.). Equation (7) shows that by increasing λ, namely diminishing the rate of travel vm or increasing peripheral speed vp, the disk feed is reduced, which will be experimentally verified. In case of rolling without slipping or skidding, the disk peripheral speed is equal to machine speed, so λ=1. In order to obtain a good processing from straight notched disk, a small feed is

unde: λ = Rω/vm iar D este diametrul discului. Diametrul discului drept crestat este ales în funcŃie

de adâncimea de lucru şi de condiŃiile de exploatare (teren afânat sau tasat, cantitate mare de resturi vegetale etc.). EcuaŃia (7) arată că prin creşterea lui λ, adică prin micşorarea vitezei de deplasare vm sau creşterea vitezei periferice vp, se micşorează avansul discului, urmând să se verifice experimental. În cazul rostogolirii fără alunecare sau patinare, viteza periferică a discului este egală cu viteza maşinii, deci λ=1. Pentru a avea o prelucrare bună a discului drept crestat trebuie un avans

Page 6: 12 Marin E II_2010/12_Marin E.pdf · disk; penetrating the soil up to 2...20 cm depth in order to Rezumat: În cadrul lucr ării se prezint ă un echipament nou de lucrat solul în

Vol. 31, No. 2 / 2010 INMATEH - Agricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural EngineeringAgricultural Engineering

92

required, which is achieved by correlating the working speed, number of notches and disk diameter.

In theoretical studies carried out to achieve the machinery working bodies were analyzed in front of shovel for solid and prilled fertilizers, double-disc shovel for seed and compaction wheel.

The role of these working bodies is to clean up plant debris in a strip of ground with a width sufficient for existing weeds with hoes opportunities sprouting plant that seed before being removed in order not to stifle fragile plants immediately after emergence.

Furthermore, these working bodies provide the ground vertically indenting and cutting plant remains, creating a channel filled with loose soil and soil loosening required for entry into strips cutter, which places seed hoes, providing good conditions for germination and growth. CONCLUSIONS � The innovative character of technical equipment

consists in the fact that: - depending on climate and soil conditions in different

regions of Romania, it can be individually used at a single passage for processing and loosening the soil on „a narrow strip” and for another passage for sowing hoeing plants (maize sowing grain by grain, sunflower, etc) concomitantly with spreading chemical fertilizers and insecticides or simultaneously, when soil processing on „narrow strips”, hoeing plants sowing, fertilizing, granulated insecticides spreading, incorporation into soil, covering and compacting are achieved by a single passage;

- using less prepared land due to fitting sections sowing seeds of type double disc shovels;

- operator security by adopting modern solutions that it meets the essential safety and health.

� Theoretical investigations carried out enabled constructive and functional optimization of the various bodies working the soil;

� In making machinery were used innovations that have been subject to patent applications made by the author together with a team of researchers from the INMA Bucharest.

BIBLIOGRAPHY [1]. Arshad M. A., (1999),Tillage and soil quality: Tillage practices for sustainable agriculture and environmental quality in different agroecosystems, Soil and Tillage Research, Volume 53, Issue1, Pages 1-2, November; [2]. Lal R., (2009), The Plow and Agricultural Sustainability, Journal of Sustainable Agriculture, pg. 66 – 84, Vol. 33, Issue 1, ISSN 1540-7578; [3]. Marin, E. et al. (2009) - Innovative technology of working the soil and setting hoeing plant crops within a sustainable system, appropriate to soil and climate conditions of different Romanian regions, INMATEH – Agricultural Engineering, vol. 29, no. 3 / 2009, ISSN 1583-1019, page 27-36; [4]. Radoi, M., Deciu, E., (1981) - Mechanics, Didactic and Pedagogic Publishing House, Bucharest, Romania; [5]. *** SR 13238-1: 1992 - Machinery for agriculture. Single seed drill. (Precision drills). Quality technical requirements, IRS Bucharest, Romania; [6] *** http://soco.jrc.ec.europa.eu, (2009); [7] *** http://www.yetterco.com, (2009).

mic, care se poate obŃine prin corelarea dintre viteza de lucru, numărul de crestături şi diametrul discului.

În cadrul studiilor teoretice efectuate pentru realizarea echipamentului tehnic au fost analizate organele de lucru aflate în faŃa brăzdarului pentru îngrăşăminte chimice solide şi microgranule, brăzdarului dublu disc pentru seminŃe şi a roŃii de tasare.

Rolul acestor organe de lucru este de a curăŃa de resturi vegetale o bandă de sol cu o lăŃime suficientă pentru ca buruienile existente sau cu şanse de răsărire înaintea plantelor prăşitoare care se însămânŃează să fie îndepărtate pentru a nu sufoca plantele fragile imediat după răsărire.

Pe de altă parte, aceste organe de lucru asigură crestarea în plan vertical a solului şi a tăierea resturilor vegetale, crearea unui canal umplut cu sol afânat şi afânarea solului în benzi necesare pentru pătrunderea brăzdarului, în care se plasează seminŃele de prăşitoare, asigurând condiŃii bune pentru germinare şi creştere. CONCLUZII � Caracterul inovativ al echipamentului tehnic constă

în faptul că: - în funcŃie de condiŃiile pedoclimatice din diferitele regiuni

ale României, poate fi utilizat independent la o trecere pentru prelucrarea, mobilizarea şi afânarea solului pe o zonă numită “banda îngustă” iar la altă trecere pentru semănatul culturilor de plante prăşitoare (semănatul bob cu bob la porumb, floarea-soarelui etc.) concomitent cu administrarea îngrăşămintelor chimice şi insecticidelor sau simultan când prelucrarea solului în “benzi înguste”, semănatul plantelor prăşitoare, fertilizatul, distribuirea insecticidelor granulate, încorporarea în sol, acoperirea şi tasarea uşoară se realizează la o singură trecere;

- utilizarea pe terenuri mai puŃin pregătite datorită echipării secŃiilor de semănat seminŃe cu brăzdare de tipul dublu disc;

- asigurarea securităŃii operatorului prin adoptarea unor soluŃii moderne încât acesta să respecte cerinŃele esenŃiale de securitate şi de sănătate.

� Cercetările teoretice efectuate au permis optimizarea constructiv-funcŃională a diferitelor organe de lucru a solului;

� La realizarea echipamentului tehnic au fost folosite elemente de noutate care au făcut obiectul unei cereri de brevet de invenŃie realizată de autor împreună cu un colectiv de cercetători din cadrul INMA Bucureşti.

BIBLIOGRAFIE [1]. Arshad M. A., (1999), Prelucrarea şi calitatea solului: Metode de prelucrarea solului pentru o agricultură durabilă şi calitate a mediului în diferite agroecosistme, Cercetări privind solul si prelucrarea lui, Volum 53, EdiŃia 1, pag. 1-2, Noiembrie; [2]. Lal, R., (2009), Arătura cu plugul şi dezvoltare durabilă în agricultură, Jurnalul Agriculturii Durabile, pag. 66 – 84, vol. 33, Issue 1, ISSN 1540-7578, [3]. Marin, E. şi alŃii (2009) - Tehnologie inovativă de lucrarea solului şi înfiinŃarea culturilor de plante prăşitoare în sistem durabil, adaptată la condiŃiile pedoclimatice specifice regiunilor din România, INMATEH - Inginerie Agricolă, vol. 29, nr. 3, ISSN 1583-1019, pag. 27-36; [4]. Rădoi, M., Deciu, E., (1981) - Mecanică, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, România; [5]. *** SR 13238-1:1992 - Maşini agricole. Semănători bob cu bob. (Semănători de precizie). CondiŃii tehnice de calitate, IRS Bucureşti, România; [6] *** http://soco.jrc.ec.europa.eu, (2009); [7] *** http://www.yetterco.com, (2009).