Влияние конструктивных параметров рабочих органов лесного плуга на профиль формируемого линейного микроповышения поверхности. С. 107–119

УДК

630*232.216

DOI:

10.37482/0536-1036-2025-5-107-119

Аннотация

Восстановление лесов в бореальных широтах является важной задачей для лесного хозяйства РФ ввиду того, что насаждения северного лесного пояса, к которым относятся таежные леса, являются глобальным климатообразующим фактором. Технология создания лесных культур на среднесуглинистых или подзолистых таежных почвах с высокой степенью увлажнения предписывает создание микроповышений для дальнейшего проведения посадочных работ. Качественная обработка почвы в таких условиях нереализуема без использования эффективных технических средств. Цель исследования – оценка влияния конструктивных и технологических параметров рабочих органов предложенного лесного плуга на профиль создаваемого линейного микроповышения. На основе физико-математической модели перемещения почвенных масс по поверхностям рабочих органов плуга с применением специального программного комплекса выполнена серия вычислительных экспериментов по определению размерных параметров поперечного профиля микроповышения. Проведен базовый компьютерный эксперимент с типичными значениями входных параметров для моделирования создания лесным плугом линейных микроповышений на площадях с подзолистыми почвами, имеющими высокую степень увлажнения. Далее оцениваемые входные данные были сгруппированы по принципу принадлежности к элементам модели и влияния на выходные характеристики: параметры лемешно-отвальных корпусов, дисковых рабочих органов, а также физико-механические свойства почвы. Выполнен анализ результатов моделирования по сравнению с базовым экспериментом при поочередном варьировании входных параметров модели в заданном диапазоне по отношению к базовым значениям. Установлены закономерности воздействия конструктивных и технологических параметров лемешно-отвальных корпусов, сферических дисков и характеристик почвенной среды на высоту линейного гребня. Выявлено, что наибольшее влияние на достижение требуемой высоты микроповышения оказывают параметры плужных корпусов. Полученные результаты применимы для процедуры оптимизации параметров рабочих органов лесного плуга.

Сведения об авторах

М.В. Драпалюк, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAP-5563-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8029-2706
Д.Ю. Дручинин*, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: M-8473-2016,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2128-2687
М.А. Попов, преподаватель; ResearcherID: MSY-0206-2025,

Ключевые слова

восстановление лесов, микроповышение, лесной плуг, бореальные леса, почва с переувлажнением, рабочий орган, профиль микроповышения

Для цитирования

Драпалюк М.В., Дручинин Д.Ю., Попов М.А. Влияние конструктивных параметров рабочих органов лесного плуга на профиль формируемого линейного микроповышения поверхности // Изв. вузов. Лесн. журн. 2025. № 5. С. 107–119. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-5-107-119

Литература

1. Беляев В.В. Восстановление лесов Европейского Севера России: Эколого-лесоводственные аспекты. Архангельск: Помор. ун-т, 2011. 325 с.
2. Винокуров В.Н., Силаев Г.В. Лесохозяйственные машины и их применение: тексты лекций. М.: МГУЛ, 1999. 234 с.
3. Готье С., Бернье П., Куулувайнен Т., Швиденко А., Щепащенко Д. Бореальные леса и глобальные изменения // Уст. лесопользование. 2016. No 2 (46). С. 2–7.
4. Дручинин Д.Ю., Попов М.А. К вопросу создания микроповышений при проведении лесовосстановления в условиях временно переувлажняемых почв // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы XIX Междунар. науч.-техн. конф. Вологда: ВоГУ, 2021. С. 48–53.
5. Дручинин Д.Ю., Камалова Н.С., Попов М.А. Формализованная модель перемещения почвы по поверхностям рабочих органов лесного плуга для образования микроповышений // Изв. СПбГЛТА. 2023. No 245. С. 200–214. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.245.200-214
6. Ильинцев А.С., Наквасина Е.Н., Богданов А.П., Парамонов А.А. Опыт создания лесных культур на микроповышениях при экскаваторной обработке почвы // Лесн. вестн. / Forestry Bulletin. 2024. Т. 28, No 2. С. 5–16. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2024-2-5-16
7. Ильинцев А.С., Романов Е.М., Воронин В.В., Богданов А.П. Современная практика искусственного лесовосстановления в таежной зоне европейской части России // Изв. вузов. Лесн. журн. 2024. No 1. С. 52–64. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-1-52-64
8. Ильинцев А.С., Романов Е.М., Наквасина Е.Н., Богданов А.П. Влияние параметров агротехнических мероприятий при лесовосстановлении на свойства почвы в условиях Европейского Севера России // Инженеры России и Беларуси: сила в сотрудничестве: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2024. С. 91–94.
9. Казаков В.И., Проказин Н.Е., Лобанова Е.Н. Особенности создания и роста культур ели на вырубках с влажными и временно переувлажненными почвами // Лесотехн. журн. 2013. No 1 (9). С. 32–42.
10. Луганский Н.А., Азаренок В.А., Залесов С.В., Луганский В.Н., Исаева Р.П., Терехов Г.Г., Фрейберг И.А. Основные технические направления совершенствования лесовосстановления и лесообразования // Леса России и хозяйство в них. 2008. No 2 (30). С. 1–18.
11. Мерзленко М.Д. Актуальные аспекты искусственного лесовосстановления // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. No 3. С. 22–30. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2017.3.22
12. Нартов П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия. Воронеж: ВГУ, 1972. 184 с.
13. Св. о гос. регистрации программы для ЭВМ No 2023680553 РФ. Программный комплекс для моделирования профиля микроповышения, образуемого на вырубках с временным переувлажнением почвы при работе лесного плуга: No 2023680048: заявл. 03.10.2023: опубл. 03.10.2023 / Д.Ю. Дручинин, Н.С. Камалова, М.А. Попов.
14. Филипчук А.Н., Малышева Н.В., Золина Т.А., Югов А.Н. Бореальные леса России: возможности для смягчения изменения климата // Лесохоз. информ. 2020. No 1. С. 92–114. https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2020.1.10
15. Цыпук А.М., Родионов А.В., Пекки Л.П. Перспективные машины для дискретной подготовки почвы под лесные культуры // Актуал. проблемы лесн. комплекса. 2020. No 56. С. 90–93.
16. Bedford L., Sutton R.F. Site Preparation for Establishing Lodgepole Pine in the Sub-Boreal Spruce Zone of Interior British Columbia: the Bednesti Trial, 10-Year Results. Forest Ecology and Management, 2000, vol. 126, iss. 2, pp. 227–238. https://doi.org/10.1016/S0378-1127 (99)00090-0
17. Bradshaw C.J.A., Warkentin I.G., Sodhi N.S. Urgent Preservation of Boreal Carbon Stocks and Biodiversity. Trends in Ecology & Evolution, 2009, vol. 24, iss. 10, pp. 541– 548. https://doi.org/10.1016/j.tree.2009.03.019
18. Chantal de M., Leinonen K., Ilvesniemi H., Westman C.J. Combined Effects of Site Preparation, Soil Properties, and Sowing Date on the Establishment of Pinus sylvestris and Picea abies from Seeds. Canadian Journal of Forest Research, 2003, vol. 33, no. 5, pp. 931–945. https://doi.org/10.1139/x03-011
19. Hallsby G., Örlander G. A Comparison of Mounding and Inverting to Establish Norway Spruce on Podzolic Soils in Sweden. Forestry, 2004, vol. 77, iss. 2, pp. 107–117. https://doi.org/10.1093/forestry/77.2.107
20. Johansson K., Nilsson U., Örlander G. A Comparison of Long-Term Effects of Scarification Methods on the Establishment of Norway Spruce. Forestry, 2013, vol. 86, iss. 1, pp. 91–98. https://doi.org/10.1093/forestry/cps062
21. Löf M., Dey D.C., Navarro R.M., Jacobs D.F. Mechanical Site Preparation for Forest Restoration. New Forests, 2012, vol. 43, pp. 825–848. https://doi.org/10.1007/s11056-012-9332-x
22. Örlander G., Nordborg F., Gemmel P. Effects of Complete Deep-Soil Cultivation on Initial Forest Stand Development. Studia Forestalia Suecica, 2002, no. 213. 20 p.
23. Sikström U., Hjelm K., Holt Hanssen K., Saksa T., Wallertz K. Influence of Mechanical Site Preparation on Regeneration Success of Planted Conifers in Clearcuts in Fennoscandia – a Review. Silva Fennica, 2020, vol. 54, no. 2, art. no. 10172. https://doi.org/10.14214/sf.10172
24. Wei X., Giles-Hansen K., Spencer S.A., Ge X., Onuchin A., Li Q., Burenina T., Ilintsev A., Hou Y. Forest Harvesting and Hydrology in Boreal Forests: Under an Increased and Cumulative Disturbance Context. Forest Ecology and Management, 2022, vol. 522, art. no. 120468. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120468