Способ определения степени перемешивания и оборота почвы при обработке

 

Использование: в сельском хозяйстве, в частности, при оценке и испытании почвообрабартывающей техники. Сущность изобретения: в обрабатываемый горизонт закладывают меченые плашки, число которых в одном из слоев равно числу горизонтов закладки шашек, при этом степень перемешивания горизонтов почвы и оборот горизонтов почвы определяют по соответствующим формулам. 2 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а конкретно к оценке и испытаниям почвообрабатывающей техники.

Почвообрабатывающие орудия независимо от типа (отвальные или безотвальные) при обработке почвы производят перемещение горизонтов почвы. Перемещение горизонтов почвы при обработке можно разделить на перемешивание и оборот. Так, при обработке культурными корпусами происходит перемешивание горизонтов почвы, при вспашке винтовыми только оборот.

Известен способ определения перемещения горизонтов почвы двухъярусным плугом, включающий окрашивание горизонтов почвы в разные цвета, последующее определение площадей, окрашенных в один цвет планиметрированием вычисление количества почвы, перемещенной в любой слой относительно площади среза.

Недостатком известного способа является невозможность точной количественной оценки перемещения почвы, так как он не позволяет учитывать направление перемещения почвы "сверху-вниз" и "снизу-вверх".

Цель изобретения точная количественная оценка степени перемешивания и оборота почвы при обработке.

Указанная цель достигается применением меченных шашек закладываемых в обрабатываемых горизонт, число которых в одном горизонте равно числу горизонтов закладки шашек, при этом степень перемешивания горизонтов почвы определяют по формуле S · 100 а оборот горизонтов почвы по формуле R · 100 где Det A определитель исходной матрицы, в которой элемент a_ii показывает количество шашек в каждом горизонте до обработки; Det B определитель матрицы, элементы которой b_ij показывают количество шашек, перемещенных из горизонта в горизонт после обработки, причем, если Det B>O, то наблюдают только перемешивание горизонтов почвы, если Det В=0, то наблюдают идеальное перемешивание, если Det B<0 наблюдают оборот и перемешивание и если Det B=-Det А наблюдается полный оборот.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить точную количественную оценку степени перемешивания и оборота пласта при обработке.

На фиг. 1 показано расположение меченных шашек до обработки; на фиг. 2 то же, после обработки.

Для определенности принято, что в каждом горизонте заложено 4 шашки. Шашки пронумерованы "1" в первом горизонте, "2" во втором, "3" в третьем и "4" в четвертом. Горизонты 1-4 равномерно разбивают глубину обработки h. Как видно из 1-го горизонта две шашки перешли во 2-й, одна в 3-й и одна в 4-й горизонт. Из 2-го горизонта одна шашка попала в 1-й горизонт, две шашки в 3-й и одна в 4-й. Из 3-го горизонта две шашки попали в 1-й и две во 2-й. Из 4-го слоя две шашки остались на месте, одна перешла в 3-й и одна в 1-й горизонт.

Способ осуществляют путем разбиения слоя обработки глубиной h на i горизонтов. Затем в каждый i-й горизонт закладывают меченные шашки, количество которых в каждом горизонте принимают равным количеству горизонтов закладки шашек. Шашки одинаково нумеруют или окрашивают для одного горизонта. Вычисляют детерминант (определитель) исходной матрицы A. Исходная матрица A всегда диагональная, это значит, что элементы a_ii равны количеству шашек в i-м горизонте, остальные элементы a_ij(t ≠j) равны нулю.

Производят обработку слоя h почвообрабатывающим орудием, при этом шашки перемещаются из горизонта i в горизонт j. Затем шашки погоризонтно извлекают и записывают количество шашек перешедших из горизонта i в горизонт j. Формируют матрицу B, элементы которой b_ij показывают сколько шашек перешло из горизонта i в горизонт j. Для определенности запишем матрицу B для фиг. 2: B Элемент b₁₁=0 показывает, что в 1-м горизонте не осталось ни одной шашки с номером "1". Во второй горизонт из первого перешло 2 шашки, поэтому b₁₂=2, из 1-го горизонта в третий перешла 1 шашка, b₁₃=1 и из 1-го в 4-й горизонт одна шашка b₁₄=1. Аналогично определяются остальные элементы b_ij.

Вычисляют детерминант Det (определитель) матрицы B.

Определяют степень перемешивания горизонтов почвы по формуле S · 100 и оборот горизонтов почвы по формуле R · 100 Причем, если Det B>0, то наблюдают только перемешивание; если Det B=0, то наблюдают идеальное перемешивание, когда из горизонта i в горизонт j переходит равное количество шашек; если Det B<0, то наблюдают перемешивание и оборот горизонтов почвы; если Det B=-Det A, то наблюдают полный (идеальный) оборот горизонтов почвы.

Таким образом, предлагаемый способ позволит дать точную количественную оценку степени перемешивания и оборота горизонтов почвы при обработке, что позволит подойти к оценке почвообрабатывающей техники с единых позиций.

П р и м е р 1. Количество горизонтов принято равным трем. В каждый горизонт заложено 3 шашки.

Исходная матрицы A Детерминант матрицы A:Det A=(3˙3 ˙3)=27.

После обработки матрица B B
Детерминант матрицы B:
Det B=(1 ˙1 ˙1+1 ˙1 ˙1+1 ˙1 ˙1)-
-(1˙ 1 ˙1+1 ˙1 ˙1+1 ˙1 ˙1)=0.

Степень перемешивания
S · 100 100
Оборот горизонтов
R · 100 0
П р и м е р 2. Исходная матрица A такая как и в примере 1.

После обработки матрица B имеет вид
B
Детерминант: Det B=-27.

Степень перемешивания:
S · 100 0
Оборот горизонтов
R · 100 100
П р и м е р 3. Исходная матрица A такая как и в примере 1.

После обработки матрица B имеет вид
B
Детерминант матрицы B
Det B=(0 ˙1 ˙2+1 ˙1 ˙1+1 ˙0 ˙2)- -(1 ˙1 ˙1+0 ˙1˙ 0+1˙ 1 ˙2)=(0+1+2)---(2+0+2)=2-4=-2.

Степень перемешивания
S · 100 · 100 92,6
Оборот горизонтов
R · 100 7,4

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И ОБОРОТА ПОЧВЫ ПРИ ОБРАБОТКЕ, включающий использование меченых шашек, отличающийся тем, что число шашек, закладываемых в один горизонт, равно числу горизонтов закладки шашек, при этом степень перемешивания определяют по формуле

а оборот горизонтов почвы по формуле

где Det A - определитель исходной диагональной матрицы с количеством шашек в каждом горизонте до обработки;
Det B - определитель матрицы с количеством шашек, перемещенных из одного горизонта в другой после обработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2