Картофель представляет уникальный продукт для здорового питания, источником восполнения недостатка витаминов, макро- и микроэлементов, антиоксидантов, незаменимых пищевых и физиологически активных веществ, а также аминокислот, углеводов, биофлавоноидов, фитонцидов [6].
Исследования по разработке новых и совершенствованию существующих технологий возделывания картофеля актуальны и имеют большое народнохозяйственное значение [7]. В настоящее время недостаточно освещены вопросы влияния изменения климата на технологию и агротехнику возделывания картофеля.
Важной составляющей технологии возделывания картофеля в условиях изменений климата является устойчивость гряды как средообразующего пространства вокруг клубневого гнезда к внешним факторам. Основными параметрами устойчивости среды являются: создание и поддержание рекомендуемых твердости, плотности, влажности и температуры почвы; оптимальное содержание питательных веществ в почве; защита от водной и ветровой эрозии.
Цель исследований — формирование многослойной разноплотностной гряды, устойчивой к разрушению при внешних и внутренних воздействиях в процессе возделывания картофеля.
Культиватор формирует гряду узлом в виде плоского трапециевидного конического почвообрабатывающего органа. Преимущества такого формирователя заключаются в эффективном использовании трения скольжения, что на порядок снижает затраты на формирование гряды по сравнению с другими. Культиватор-формирователь при воздействии на почву перемещает ее и создает сформированную гряду, при этом по мере движения агрегата по гряде постепенно сжимает ее верхний слой, вытесняя воздушные полости и уплотняя поверхность почвы [3]. Обычно удельное сопротивление почвы относят к фронтальной проекции верхней части культиватора-формирователя, соприкасающейся с формируемой поверхностью гряды на высоту гряды.
Поскольку почва обладает упругостью, целесообразно применить принцип Сен-Венана, согласно которому уравновешенная система сил, приложенная к некоторой части твердого тела, вызывает в нем появление неравномерности распределения напряжений, которая быстро уменьшается по мере удаления от этой части. На расстояниях, больших максимального линейного размера зоны приложения нагрузок, неравномерность распределения напряжения и деформации оказывается пренебрежительно малой [1, 2, 11]. Строгого доказательства этого принципа нет, но существуют подтверждения экспериментами, численными методами решения задач и точными аналитическими решениями частных случаев. В процессе формирования гряды этот принцип можно использовать для уплотнения поверхностного слоя почвы. Регулируя давление на гряду и угол атаки культиватора-формирователя, можно создать необходимую плотность поверхности гряды, сохранив низкую (оптимальную согласно агротехническим требованиям) плотность внутри гряды [5].