ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
25 
 
15. 
8  Сабаншиев М.С.-Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2011.-4306 
9  Акбаев, М.Ш. Празитология и инвазионные болезни животных  
 
 
 
UDK 631.313 
 
EFFECT OF VARYING THE SETTING ANGLES OF THE DISC TILLAGE TOOL ON 
SOIL SLIDING OVER THE DISC WORKING SURFACE 
 
Amantayev M.A. – PhD Doctorate of S.Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana. 
Kravchenko R.I. – PhD Doctorate of Kostanay State University named after A.Baitursynov. 
Gaifullin  G.Z.  –  Doctor  of  technical  science,  professor  of  the  Kostanay  State  University  named  after 
A.Baitursynov. 
 
In this article are presented the results of the research of the soil-disc tillage tool interaction. There is 
observed that the varying the setting angles does not provide the soil sliding over the working surface of the 
disc tillage tool. It results into accumulation of soil volume and soil body formation in front of the disc.  
Key words: disc tillage tool, disc angle, tilt angle, accumulation of soil, soil body. 
 
1 Introduction 
 
Disc tillage implements are widely used in soil tillage operations. Literature survey and practice show 
that they provide the required quality of the work and they are useful for killing weeds through cutting. Their 
specific draught force is 20-30% lower than the sweep cultivating tools. Disc tillage implements can be oper-
ated over wide range of soil moisture conditions and they offer notable advantages in reduced tillage opera-
tions within the modern conservation tillage systems. Disc tillage tools have been studied by many research-
ers, in particular, Nartov P.S. [1], Sineokov G.N. [2], Kanarev F.M. [3], Strelbitski V.F. [4], Matyashin Y.I [5], 
Gill W.L. 7, Godwin R.J. 8, Hettiaratchi D.R.P. 9 etc. However, the issues of soil-disc tillage tool interac-
tion are still little studied. In particular, very few attempts found on the nature of behavior of the soil transla-
tions over the tillage disc working surface. 
 
2 Materials and methods 
 
The main parameters of the disc tillage tool are the setting angles β and α, which characterize the in-
clination of the disc from the direction of travel and the vertical respectively (Fig. 1). 
 
 
а – tilt angle (back view); b – disc angle (top view). 
Figure 1 – Schematic of the setting angles of the disc tillage tool 
 
The disc tillage tool, like many other cultivating tools, deforms the soil particles as soil cutting wedge 
and it is characterized by two respective technological angles γ and ε. The angle γ described the inclination 
of the disc from direction of movement of the point M on the disc edge  which is characterized by vector of 
 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
26 
 
absolute velocity V
a
 of this point (Fig. 2). The rake angle of the disc working surface to the furrow wall is cha-
racterized by the angle ε (Fig. 3). 
The soil particles slide up over the disc working surface in the case of the following criteria. 
- in the transverse plane: 
 
γ< 90 – 
1
 
 
 
 
 
 
 (1) 
 
- in the longitudinal plane: 
ε< 90 – 
1
 
 
 
 
 
 
(2) 
 
where   
1
 – angle of friction between the soil and the working surface of the disc.  
During movement, each point on the disc edge describes  a curvilinear trajectory in space  which can 
be determined as following equation system [1]: 
 































.
cos
)
sin
1
(
;
cos
sin
)
sin
1
(
sin
cos
;
sin
sin
)
sin
1
(
cos
cos
cos















R
z
R
R
y
R
R
x
   
 
(3) 
 
where   R – radius of the tillage disc;  
θ – angle of turning of the disc radius-vector OM from horizontal plane;  
η – kinematic coefficient describing the tillage tool slippage on the furrow wall, η>0. 
Based on the formula (3) there were obtained the following expression: 
 














sin
sin
cos
cos
sin
cos
1
cos
sin
cos
sin
sin













arctg
,    
 
(4) 
 
 
Figure 2 – Scheme for determining the angle γ 
 
There is formed the furrow by the point M of the disc edge after pass of the disc. The profile of the fur-
row is described by the following equation [9]: 
 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
27 
 













































.
cos
)
sin
1
(
"
;
)
cos(
sin
sin
1
)
sin(
cos
cos
sin
"
;
sin
)
sin(
sin
1
)
cos(
cos
cos
cos
"






















R
Z
R
R
i
R
Y
R
R
i
R
X
 
 
(6) 
 
Based on the equation (6) there were obtained the following formula: 
 
 














sin
cos
)
sin(
)
cos(
sin
cos
cos
cos
cos












arctg
 
 
(5) 
 
where   ξ – rake angle of the disc working surface to the horizontal surface (the value depends on the radius 
of sphere and disc diameter); 
 
ζ – angle between vectors of travel direction (axle OX) and absolute velocity V
a
 of the point M on the 
disc edge (tangent line to the trajectory) at θ=90°. 
 
 
Figure 3 – Scheme for determining the angle ε 
 
 
3 The results of the research 
 
On the basis of the equations (4) and (5) there were plotted the graphs of effects of varying the setting 
angles β and α on the angles γ and ε which are presented in Fig. 4 and 5.  
From graph in figure 4 is shown that the disc angle variation does not provide the soil sliding over the 
disc working surface in horizontal plane as γ>90º–φ
1
. In doing so, the varying the tilt angle does not affect on 
the angle γ. 
 
 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
28 
 
 
I – soil sliding zone; II – non-sliding zone. 
Figure 4 – The effect of varying the disc angle β on the angle γ  
 
 
The graphs in figure 5 illustrate that there is the soil sliding in vertical plane only in zone I, i.e. at the 
beginning  of the  disc  penetration  to the  soil.  During  the further motion  of  the  disc  ε>90º–φ
1
  and  the  undis-
turbed soil does not slide up over the disc working surface independence on the varying of the setting angles 
β and α. 
 
 
а) 
 
b) 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
29 
 
I – soil sliding zone; II – non-sliding zone. 
a) 1 – Z=f(X”) at β = 10º; 2 – Z=f(X”) at β = 40º;  
3 – ε=f(X”) at β=10º; 4 – ε =f(X”) at β = 40º; 
b) 1 – Z=f(X”) at α = 0º; 2 – Z=f(X”) at α = 30º;  
3 – ε=f(X”) at α = 0º; 4 – ε =f(X”) at α = 30º. 
Figure 5 – The effects of varying the setting angles β (а) and α (b) on the angle ε 
 
4 Discussion of the results 
 
The results of the conducted experimental research confirm the results of the theory. The results show 
that there is formed the soil body in front of the disc in the results of accumulation of soil volume (Fig. 6). 
 
 
а) 
 
 
 
 
b) 
а – General view of the disc tillage tool;  
b – General view of the soil body formation on the disc working surface; 
Figure 6 – Soil body formation on the working surface of the disc tillage tool 
 
This indicates that there is no soil sliding over the disc working surface. Soil bodies negatively affect 
and  lead  to  such  consequences  as  the  decrease  in  the  quality  of  work  and  the  increase  in  draft force  be-
cause of the taking place the soil-soil sliding. 
 
Conclusion 
 
It  can  be  concluded  that  at  present  the  construction  of  the  disc  tillage  tools  should  be  improved. 
Thus, there should be developed such rotary tillage tools which interact with the soil without soil body forma-
tion. It can result in reduction in energy waste on soil tillage operation and increase in the quality of work. 
 
References: 
 
1 Нартов, П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия [текст] / П.С. Нартов // Изд. Воронеж-
ского университета, Воронеж, 1972, 181 с. 
2 Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин [текст] / Г.Н. Синеоков, И.М. 
Панов // М.: Машиностроение, 1977, 328 с. 
3 Канарев, Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия [текст] / Ф.М. Канарев 
// М.: «Машиностроение», 1983, 144 с.  
4 Стрельбицкий, В.Ф. Дисковые почвообрабатывающие машины [текст] / В.Ф. Стрельбицкий // 
М.: «Машиностроение», 1978, 134 с. 
5  Матяшин,  Ю.И.  Кинематика  ротационных  почвообрабатывающих  машин  [текст]  /  Ю.И.  Ма-
тяшин, Н.Ю. Матяшин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. №6, 2008, с. 4-7. 
6 Gill, W.R. The influence of velocity and disc angle on the kinematic parameter λ of discs [текст] / 
W.R. Gill, C.A. Reaves, A.C. Bailey // ASAE Paper. No.79-1522, 1979, pр. 14 
7  O’Dogherty,  M.J.  A  geometric  analysis  of  inclined  and  tilted  spherical  plough  discs  [текст]  /  M.J. 
O’Dogherty,  R.G.  Godwin,  M.J.  Hann,  A.A.  Al-Ghazal  //  Journal  of  Agricultural  Engineering  Research,  63 
(205-218), 1996. pp. 205-217. 
8 Hettiaratchi, D.R.P. The soil contact zones of concave agricultural discs: Part 1, Theoretical Analy-
sis. [текст] / D.R.P. Hettiaratchi // Journal of Agricultural Engineering Research, Vol. 67, Issue 2, 1997, pp. 
113-125. 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
30 
 
9 Гайфуллин, Г.З. Механико-технологические основы разработки и совершенствования рабо-
чих органов машин для почвозащитного земледелия [текст] / Г.З. Гайфуллин // Докт. Дисс. Челябинск, 
2003, 358 с. 
 
 
 
УДК 631.331 
 
СПОСОБЫ ПОСЕВА И РАБОЧИЕ ОРГАНЫ ДЛЯ ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ  
В СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР 
 
Астафьев  В.Л.-  д-р  техн.  наук,  профессор,  директор  Костанайского  филиала  ТОО  «Каз-
НИИМЭСХ». 
Бримжанова К.Т.- магистрант КГУ, директор ТОО «Инновационный прогресс», г.Костанай. 
Смолякова  В.Л.-  канд.техн.наук,  Костанайский  государственный  университет  им.  А.  Бай-
турсынова,  
 
 В  статье  представлен  анализ  применяемых  технологий  возделывания  зерновых  культур, 
проведен  обзор  существующих  способов  посева  и  рабочих  органов  для  их  реализации,  предложен 
рациональный, с позиций влагосбережения, рядовой способ посева анкерными сошниками. Показана 
перспективность применения в засушливых условиях зерносеющих регионов Казахстана «австра-
лийской» технологии прямого посева и необходимость ее адаптации к условиям региона. 
Ключевые слова: технология обработки почвы, способы посева, сошники, прямой посев, вла-
госбережение, «австралийская» технология,  урожайность.  
 
Актуальность исследований 
Климатические  особенности  зерносеющих  регионов  Казахстана  характеризуются  засушливым 
климатом  с  активной  ветровой  деятельностью,  так  среднее  количество  годовых  осадков  по  региону 
Северного  Казахстана  составляет  около  300мм,  на  севере  зоны  -  до  360-380  мм  [1].  В  связи  с  этим 
основной лимитирующий фактор получения стабильных урожаев – это влага. Дефицит влаги опреде-
ляет среднюю урожайность зерновых культур за последние годы на уровне 12 ц/га. При этом в зави-
симости от условий года урожайность существенно варьирует: от 3-4 ц/га в засушливые годы до 17-20 
ц/га  в  увлажнённые. Большая  зависимость  от  климатических  условий  заставляет сельхозпроизводи-
телей осваивать новые влагосберегающие технологии – минимальную и нулевую. Опыт применения 
этих технологий в условиях зернового производства Канады и Австралии, имеющих сходные условия 
с Северным Казахстаном, показывает их эффективность. Наиболее близким по условиям к нам явля-
ется  «пшеничный»  пояс  Австралии,  где  успешно  применяется  «австралийская»  технология  прямого 
посева сельскохозяйственных культур. Получать стабильные урожаи в условиях Северного Казахста-
на возможно при использовании  влагосберегающих способов посева и рабочих органов для их осу-
ществления. Проблема заключается в невозможности простого переноса новых технологий без адап-
тации в условиях нашего региона. Цель исследования – изыскать перспективные способы и рабочие 
органы для посева, обеспечивающие получение стабильных урожаев, и адаптировать их в условиях 
Северного Казахстана. 
Методика  исследований 
В качестве основных методов исследований применялся анализ научно-технической литературы 
по технологиям, техническим средствам и способам посева сельскохозяйственных культур и наблю-
дения за способами посева сельскохозяйственных культур в производственных условиях.  
Результаты исследований  
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве Северного Казахстана находят при-
менение  три  вида  технологий  возделывания  зерновых  культур  –  традиционная  почвозащитная,  ми-
нимальная  и  «нулевая».  Технологические  операции,  выполняемые  по  каждому  виду  технологии, 
представлены в таблице 1 [2, 3]. 
Из таблицы 1 видно, что традиционная почвозащитная технология предусматривает интенсив-
ное  воздействие  на  обрабатываемую  почву.  Она  включает  в  себя  проведение  4-5  технологических 
операций по обработке почвы и борьбы с сорняками, в том числе основную обработку почвы в пару 
на  глубину  25-27  см  [2].  Многочисленные  механические  обработки  приводят  к  выносу  органического 
вещества из почвы и снижению ее плодородия, также уменьшается количество растительных остат-
ков на поверхности поля, наблюдается распыление и иссушение почвы, что при ветровой активности 
вызывает эрозионные процессы в почве. В засушливые годы выполнение всех технологических опе-

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
31 
 
раций не гарантирует высокой урожайности выращиваемых культур, так как на первый план выходит 
ограничивающий фактор в виде низкой влагообеспеченности растений. Проведенные расчеты по ба-
лансу  влаги  показывают,  что  в  рамках  традиционной  технологии  коэффициент  использования  атмо-
сферных осадков  составляет  не  более  40-45%  [4].  Все эти факторы значительно ограничивают уро-
вень урожайности, которая составляет 8,8-12,2 ц/га, в связи с чем себестоимость получаемой продук-
ции при использовании традиционной почвозащитной технологии резко возрастает. 
 
Таблица  1  -  Технологические  операции  при  возделывании  зерновых  культур  по  различным 
технологиям  
 
Технологические операции 
Нача-
ло 
работ 
Вид технологии 
почвоза-
щитная 
мини-
мальная 
«нуле-
вая» 
1-ое снегозадержание 
15.12 
+ 
+ 
- 
2-ое снегозадержание 
15.01 
+ 
- 
- 
Закрытие влаги 4-6 см 
20.04 
+ 
- 
- 
Предпосевная культивация (6-8 см) 
15.05 
+ 
± 
- 
Предпосевная обработка гербицидами 
15.05 
- 
± 
+ 
Протравливание семян   
20.04 
+ 
+ 
+ 
Погрузка, транспортировка и заправка семян 
15.05 
+ 
+ 
+ 
Посев 
15.05 
+ 
+ 
+ 
Прикатывание почвы 
16.05 
+ 
- 
- 
Довсходовое боронование 
18.05 
+ 
- 
- 
Обработка посевов гербицидами  
12.06 
+ 
+ 
+ 
Обработка паров гербицидами 
01.06 
- 
- 
+ 
Первая обработка пара на 8-10 см 
01.06 
+ 
± 
- 
Вторая обработка пара на 10-12 см 
20.06 

жүктеу/скачать 39,27 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: