Отвальная вспашка является неотъемлемым элементом большинства технологий возделывания полевых сельскохозяйственных культур, а также плодовых насаждений. Вспашка является одной из самых трудоемких и энергоемких операций. В структуре энергозатрат она занимает до 40%. Поэтому снижение расхода топлива при вспашке является актуальной задачей. На основании анализа научно-технической информации и поисковых исследований авторами было сделано следующее предположение: установка на лезвиях плужного корпуса и предплужника дополнительных рабочих элементов в форме тетраэдра должно снизить тяговое сопротивление плуга, а соответственно, и расход топлива. Модернизирован был плуг ПНУ-5-35. Для опытной проверки этого предположения были изготовлены тетраэдры - по три на каждый лемех корпуса плуга и по два на каждый предплужник. Тетраэдры расположены с шагом, предотвращающим забивание почвы и растительных остатков между ними. Экспериментально подтверждено, что установка на лезвиях лемехов корпуса плуга и предплужников дополнительных рабочих элементов в форме тетраэдров снижает расход топлива. Наименьший расход топлива при вспашке на глубину 23-25 см пахотным агрегатом в составе трактора T-150K и модернизированного плуга ПНУ-5-35 достигается при скорости движения агрегата 7,4 км/ч, длине тетраэдров 0,094 м и шаге их расстановки 0,123 м. По сравнению с контролем (трактор T-l50K и заводской плуг ПНУ-5-35), удельный расход топлива снизился на 3,4 л/га и составил 36,2 л/га. Установлена область рациональных параметров, при которых расход топлива составляет меньше 37 л/га: скорость пахотного агрегата 6,4-8,3 км/ч, длина тетраэдров 0,084-0,104 м, шаг расстановки тетраэдров 0,105-0,140 м.
Сельскохозяйственная техника, предназначенная для горных условий, должна быть универсальной, способной работать на склоне и равнине. Также необходимо, чтобы мобильные склоновые агрегаты по возможности были комбинированными, выполняли два и более технологических процесса. Современные сельскохозяйственные агрегаты, применяемые на склонах, устойчивы против опрокидывания, однако при несоблюдении научно обоснованных правил поворота на концах гона часто возникает аварийная ситуация, и агрегат опрокидывается. Это особенно относится к колесным тракторным агрегатам. Изложенное говорит о том, что мобильные склоновые агрегаты должны обладать свойством достаточной маневренности. Проведенный анализ состояния исследуемой проблемы показал, что на качество технологических процессов, выполняемых на склонах, решающее влияние оказывают форма и параметры рельефа, которые нарушают управляемость и устойчивость движения мобильного агрегата вдоль горизонтали склона. Для стабилизации направления движения и повышения динамико-технологических характеристик машинно-тракторного агрегата при работе на склоне разработано двухконтурное автоматическое устройство, которому свойственно наличие систематической ошибки. Величина ошибки возрастает с увеличением крутизны склона. Компенсация этой ошибки возможна при периодическом использовании ориентиров горизонталей через каждые 20-30 м прохода машинно-тракторного агрегата. В результате проведенных исследований установлено весомое влияние микрорельефа поля и изменчивости почвы на устойчивость движения на склоне.
Механическая обработка почвы наряду с системой севооборотов, удобрения, защиты посевов от сорняков, вредителей и болезней является одним из важнейших звеньев любой системы земледелия. Во все времена обработка почвы была и остается одним из наиболее энергоемких и дорогих процессов в земледелии. По разным подсчетам сегодня в среднем на него приходится 40% энергетических и 25% трудовых затрат общего объема полевых работ. Современные требования к почвообрабатывающим орудиям требуют создания их на базе технологий, предусматривающих максимальную адаптацию к технологическому процессу с учетом конкретных почвенно-климатических условий работы. Основная цель при этом состоит в обеспечении необходимых показателей качества разрыхления, под которыми, прежде всего, понимают получение почвенных агрегатов определенного размера и улучшение технико-экономических результатов работы. Обеспечить получение на проектном этапе с достаточной долей вероятности именно необходимого размера агрегатов возможно при условии максимально полно разработанной математической модели взаимодействия рабочей поверхности орудия с обрабатываемой средой. Это, прежде всего, предполагает наличие математических моделей почвы и самого рабочего органа. Исследования базируются на методах физического и математического моделирования, сравнения. В качестве объекта исследования использовано плужное почвообрабатывающее орудие. Результаты расчетов параметров процесса взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих орудий с почвой обработаны с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA-5.0». В результате проведенного исследования установлена зависимость перемещения носка лемеха от начала движения до момента откалывания призмы почвы от характеристик обрабатываемой почвы и параметров рабочего органа почвообрабатывающего орудия.