автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование конструктивно-технологической схемы сошника и его параметров для полосного посева семян зерновых культур

На правах рукописи

АТНАГУЛ О В Динар Талгатович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СОШНИКА И ЕГО ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ПОЛОСНОГО ПОСЕВА СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Уфа 2012

1 1 ОКТ 2012

005053079

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственных машин Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ).

Научный руководитель:

доктор технических наук, старшин научный сотрудник

Давлетшпн Мударис Мубарякшанович

Официальные оппоненты:

Артемьев Владимир Григорьевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия», кафедра сельскохозяйственных машин, профессор

Вахнтов Наил Усманович

кандидат технических наук, государственное унитарное сельскохозяйственное предприятие «Машинно-технологическая станция «Центральная», заместитель генерального директора

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Защита состоится 26 октября 2012 года, в 14.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.003.04 при ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, д. 34, учебно-лабораторный корпус №3, ауд. 257.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкирский

ГАУ ,Г09

Автореферат разослан «г* » ' 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

С. Г. Мударисов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При возделывании зерновых культур особое внимание уделяется посеву. Одним из основных требований при этом является равномерность распределения растений по площади питания.

Площадь питания растения должна в идеале иметь форму круга. Однако в практике сельскохозяйственного производства наиболее широкое распространение получил обычный рядовой посев с междурядьем 15 см, где форма площади питания представлена в виде сильно вытянутого прямоугольника. Такая ширина междурядий отрицательно сказывается на равномерности размещения растений по площади, особенно при высоких нормах высева, вызывая снижения продуктивности, появление подгона, а в некоторых случаях даже гибель растений из-за чрезмерного загущения в рядке. Внедрение перекрестного и узкорядного способов посева зерновых культур привели с одной стороны к улучшению равномерности размещения семян по площади, а с другой - добавили свои недостатки в виде дополнительных энергозатрат. Наиболее приемлемым по равномерности распределения семян является полосной посев.

В зерновых сеялках из-за простоты конструкции, возможности самоочищения, меньшего тягового сопротивления наиболыде распространение получили дисковые сошники. Однако они не позволяют в полной мере производить полосной посев. Кроме этого дисковые сошники не в полной мере обеспечивают образование плотного семенного ложа для укладки семян. Для устранения этого недостатка необходимо теоретически изучить влияние конструктивно-технологических параметров сошника на процесс деформации почвы.

Обоснование конструктивно-технологической схемы сошника и его параметров для полосного посева семян зерновых культур с целью оптимизации площади питания для получения высоких и стабильных урожаев зерновых культур является актуальным.

Цель работы. Повышение эффективности посева семян зерновых путем совершенствования технологического процесса распределения семян по площади питания и обоснования конструктивных параметров дискового сошника для полосного посева.

Объект исследования. Технологические процессы бороздоформиро-вания и заделки семян дисковым сошником.

Предмет исследования. Закономерности процессов взаимодействия сошника с почвой и движения семян по семяпроводной системе сеялки.

Методика исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием положений и методов механики сплошных сред и классической механики. Экспериментальные исследования выполнены с использованием стандартных и частных методик проведения экспериментов с применением метода планирования. Полученные экспериментальные данные обработаны методами математической статистики на ЭВМ.

Научная новизпа

1. Разработаны расчетные схемы и получены аналитические выражения для определения основных конструктивно-технологических параметров дискового сошника для полосного посева семян зерновых культур с учетом процесса формирования семенного ложа.

2. Установлены закономерности процесса формирования посевной борозды дисковым сошником в зависимости от физико-механических свойств почвы и параметров сошника.

Новизна технических решений защищена тремя патентами на изобретение (№2373679, №2379874, № 2424646).

Практическая значимость работы н реализация её результатов.

Применение сошника для полосного посева позволяет увеличить урожайность зерновых культур 12,3%, уменьшить удельную металлоёмкость.

Результаты исследований и техническая документация на рабочие органы для полосного посева могут быть использованы для переоспащения зерновых сеялок семейства С3-3,6, что значительно расширит диапазон их применения.

Экспериментальные сошники использованы при посеве зерновых на опытных полях ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ и в КФХ «Гиззатуллин» Буздякского района Республики Башкортостан. Теоретические исследования и экспериментальные образцы используются при изучении курса «Сельскохозяйственные машины» в ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Экспериментальные образцы сошников были изготовлены в ремонтном предприятии ОАО «Буздякрайсельхозтехника».

Вклад автора в проведенное исследование. Разработана конструктивно-технологическая схема дискового сошника для полосного посева зерновых культур; установлены аналитические зависимости по определению оптимальных конструктивных параметров сошника; проведены экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях; разработана адекватная математическая модель процесса формирования борозды дисковым сошником.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях Челябинского государственного агроинженерного университета и Башкирского государственного аграрного университета в 2006-2012 гг.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получены 3 патента РФ на изобретение (№2373679, №2379874, № 2424646). Общий объем опубликованных работ составляет 3,17 пл., из них авторских 1,7 п л.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, 45 рисунков, состоит из пяти глав, общих выводов, 6 приложений. Список использованной'литературы включает 134 наименования.

Научные положения п результаты псследоваппй, выносимые па защиту:

- теоретическое обосновашге конструктивно-технологической схемы сошника для полосного посева;

- теоретическое обоснование процесса формирования посевной борозды дисковым сошником в зависимости от физико-механических свойств почвы и параметров сошника;

- экспериментальная оценка процесса работы сеялки с дисковыми сошниками для полосного посева.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введепнн обоснована актуальность темы исследования, приведены доводы её научной и практической значимости, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Современное состояние возделываппя зерповых культур н задачи исследования» проведен анализ объёмов возделывания зерновых культур в России и Республике Башкортостан, способов посева, конструкций сеялок и сошников, применяемых при этом и соответствие их качества работы агротехническим требованиям распределения семян.

Многие исследователи занимались разработкой технических средств для полосного способа посева, такие как Г.М. Бузенков, С.А. Ма, М.К. Ма-лев, А.П. Спирин, Н И. Любушко, Н.К. Мазитов, Д.А. Смиловенко, В.51. По-пель, Н.П. Радугин, А.П. Иофинов и многие др. Основой их изысканий являлся рабочий орган в виде культиваторной лапы с различными распределителями, недостаточно удовлетворяющий агротехническим требовашмм.

Среди почвообрабатывающих и посевных машин разнообразием и универсальностью выделяются дисковые орудия, используемые для выполнения многих операций - от вспашки до окучивания. Накоплен значительный эмпирический материал по их технологическому процессу. Большой вклад в изучении дисковых рабочих органов внесли А.Н. Семёнов, М.Х. Пигулевский, В.Ф. Стрельбицкий, П.С. Нартов, Ф.М. Канарев, В.П. Чичкин, С.Г. Мударисов и др. Однако, вопросы перемещения, деформации почвы, процесса бороздообразования дисковыми рабочими органами и влияния их конструктивных параметров на качество посева, остаются недостаточно изученными.

Исследования рабочих органов посевных машин, обеспечивающих равномерное распределение семян, отражены в работах академика В.П. Го-рячкина, М.Н. Летошнева, А.Н. Карпенко, Н.М. Беспамятновой, В.Е. Кома-ристова, Н.И. Любушко, П.Я. Лобачевского, С.А. Ма, М.М. Давлетшина, Т.С. Набиева и многих других авторов. В этих работах отмечается необходимость как в совершенствовании существующих, так и в изыскании принципиально новых рабочих органов.

Проведенный анализ научных исследований по обоснованию конструктивно-технологических параметров посевных машин показал, что необходима разработка обобщенной математической модели технологического процесса взаимодействия дискового сошника с почвой с учетом её физико-механических свойств и характеристик формируемой посевной бороздки для оптимизации площади питания растений при полосном посеве зерновых культур.

На основании проведенного анализа состояния вопроса и для достижения поставленной цели в данной работе необходимо решить следующие задачи исследований:

1. Разработать математическую модель процесса работы дискового сопншка в зависимости от физико-механических свойств почвы и параметров сошника.

2. Обосновать конструктивно-технологическую схему дискового сошника для полосного посева.

3. Обосновать конструктивно-технологические параметры дискового сошника в лабораторных и лабораторно-полевые условиях.

4. Дать технико-экономическую оценку эффективности применения дискового сошника для полосного посева.

Во второй главе «Теоретические исследования копструктивно-технологической схемы сошника и его параметров» рассмотрен физический процесс формирования посевной борозды дисковым сошником и реализация математической модели процесса взаимодействия рабочего органа с почвой, показана поэлементная последовательность реализации полосного посева дисковым сошником, установлены зависимости для определения основных конструктивно-технологических параметров орудия.

Для конкретизации требований к сошнику сеялки исходим из агротехнических требований к севу семян зерновых культур и рассматриваем работу сошника в комплексе с другими рабочими органами (высевающие и заделывающие):

1) сошник не должен выворачивать на поверхность поля влажные нижние слои почвы и перемешивать их с верхними слоями;

2) дно бороздки должно быть уплотнено до пределов обеспечивающих капиллярный приток влаги к семенам и достаточных для свободного развития корней;

3) ширина разбрасывания почвы должна быть минимальной;

4) размеры посевного ложа должны быть увязаны с траекторией полета семян с рассеивателя, так чтобы укладка семян на дно бороздки происходила до осыпания в неё почвы.

В результате анализа различных рабочих органов сеялок нами для полосного посева зерновых культур предлагается следующая конструктивная схема сошника (рисунок 1), состоящая из корпуса 1, диска 2, рычага 4, ло-жеобразователя 6 и рассеивателя 7.

1 - корпус; 2 - диск; 3 - подшипник; 4 -рычаг; 5 - стойка; б — ложеобразователь; 7—рассеиватель Рисунок 1 — Дисковый сошник для полосного посева зерновых

Рассмотрим технологический процесс взаимодействия сошника с в продольно-вертикальной плоскости Б-Б (рисунок 1). В процессе движения сошника на почвенный пласт действуют (рисунок 3) сила тяжести О; коге-зионная сила С; сила К, обусловленная ускорением почвы (динамическое давление, обусловленное силой инерции глыбы); нормальная сила Яп давления диска на почву; сила реакции неразрушенной почвы £>; сила трения почвы по рабочей поверхности Ртр.

1. Подрезание рас- . . _ „ 4. Заделка поч-

г 2. Формирование 3. Распределе-

тительных остат- вой, выравнива-

, посевного ложа ние семян по

ков и формирова- ние

_ ширине полосы

ние бороздки

Рисунок 3 — Последовательность процесса формирования посевной

борозды

Дно борозды уплотняется вследствие усилия, возникающего как сопротивление объемному сжатию почвы рабочим органом. Для определения этой величины необходимо определить вертикальную силу 5 давления подпора со стороны нижних слоев почвы на дне борозды, возникающую в процессе деформации почвы, приходящиеся на единицу площади контакта с почвой.

В процессе деформации структурной старопахотной почвы рабочим органом ее скалывание происходит под некоторым углом ©=450+0,5^ (где (р

- угол внутреннего трения, град). Тогда угол сдвига у/ относительно направления движения равен у/=45°-0,5<59.

Рисунок 3 - Взаимодействие почвенного пласта с рабочим органом

Вертикальную составляющую S силы реакции неразрушенной почвы D (рисунок 3) можно определить как

S = D cos(y/ + <р) = D cos(45'" - 0,í<p + <р) = D cos(45° + 0,5$»). (1)

Сила реакции неразрушенной почвы D в горизонтальной проекции I представляет собой тяговое сопротивление рабочего органа.

Т = Dsin(45° + 0,5ip) (2)

Силу D можно определить из уравнений равновесий сил в горизонтальном и вертикальном направлениях ^Fx = 0 и

ГЛ„ (since+fg^cosa) - Dsin(45°+0,5í») = Л: cos(45° - 0,5^0)+Ccos(45° - 0,5<р) {Rn (cosa+tgSsina)+Dcos(45° + 0,5 cp) = í:sin(45° - 0,5$>)+Csin(45° - 0,5?;)+G,

где a - угол установки рабочего органа относительно дна борозды, град; <5

- угол трения почвы по поверхности рабочего органа, град.

Решив систему уравнений (3), получим

_ (К sin(45° - 0,5<р) + Csin(45° - 0,5<р) + G)(sm а + tgdcos а)

(sin а + tgd cos a)cos(45° + 0,5$>) + (cos a + tgd • sin a)sin(45° + 0,5ip)

(Koos(45°-0,5<p) + Сcos(45° — 0,5$j))(cos a + tgdsma) ...

(sin a + fgi5cosa)cos(450 + 0,5$>) + (cos a + tgd sin a)sin(45° + 0,5<p)

Тогда согласно формуле (1) вертикальная сила реакции

s_ j- (-K"sin(45° —0,5$>) + Csin(45° —0,5$») + G)(sina + tgd cosa)

(sin a + tgd cos ar)cos(45° + 0,5$p) + (cos a + tgd ■ sin a)sin(45° + 0,5q>)

(K cos(45°—0,5$») + С cos(45° — 0,5o>)Xcos a + tgS sin a) Л ,„„ „ „ ч

------ -5--- |xcos(45° + 0,5$») .(5)

(sin a + tgS cos a) cos(45° + 0,5 cp) + (cos a + tgS ■ sin a)sin(45° + 0,5 <p)

На основе полученных данных можно обосновать конструктивные и технологические параметры сошника для полосного посева, обеспечивающего уплотнение дна борозды.

Специфическим требованием, предъявляемым к сошникам для полосового посева, является раскрытие широкой борозды с плоским уплотненным дном, размеры и форма, которой зависят от поперечного сечения пласта. Поскольку оно ограничивается лезвием диска, получим систему уравнений (6), описывающую движения точки лезвия диска (рисунки 4 и 5).

Рисунок 4 - Схема взаимодействия диска с почвой

х, =V-t+R¡ ■sina-sin/¡-sin®/+i^ -cosa-cosoí; • у, =1^ -sinor +R¡ ■ sinp-coso;-sincot-R1 sma-coswt; ^

z, =Д cosjB-R¡ -cos/J-sincot.

где V - скорость поступательного движения машины, м/с; t - время движения, с, R¡- расстояние от оси вращения диска до рассматриваемой точки, м; а — угол атаки, град; - угол наклона основания диска к вертикальной плоскости, град; со — угловая скорость диска, рад/с; cot — угол поворота диска, град.

Принимая R¡ = R и решая совместно уравнения у\ и Z\ получим уравнение проекции лезвия диска на плоскость yiOiZj (рисунок 5)

Z Z

у. = R-sina + Rsm /3cosa(l--!-)-^-sinct-cosarcsin(l---—-); П)

R-cos/? Rcosp

Площадь поперечного сечения борозды Fe равна площади фигуры ABC и определяется по формуле

г

F6=FMC=\y^ (8)

о

//

Рисунок 5 - Поперечное сечение борозды

где г - координата верхней точки борозды (глубина погружения диска в почву). Принимаем ъ = Нс.

После интегрирования и преобразований

Рб = Л вша Нс +Я ■ сова ■ вт/3■ Нс -

(9)

„ Я ■ зт а • оста/? I г—\ 0 /77 Я

где В =---—- (Л- л[С)—Нс-&есРл1е + г

бш 1

С =

Нс -яес/З-(2-Я-Нс $ео.р)

Формула позволяет обосновать профиль вскрываемой диском борозды.

Уплотненное дно борозды формируется диском с величиной подпора пласта £д (см. рисунок 6) шириной Вд и ложеобразователем с величинами и -блИз условия необходимости равномерно уплотненного дна получаем выражение

$ - Зд - ■

(10)

Рисунок б — Поперечное сечение борозды с уплотненным дном

Величина подпора пласта 8д, формируемого диском, определяется по выражению (5). Величину подпора пласта Эд, создаваемого ложеобразователем определим основываясь на методом расчета уплотнителя предложенный академиком Рудаковым Г.М. Ширину полосы уплотнения ложеобразо-

вателя Вл приняв за зону деформации получим

ВЛ=ИД(1-дД

(11)

где Ид - линейное значение длины деформируемого участка, см, Ду - коэффициент допустимого уплотнения в соответствии с типом почвы.

Для среднесуглинистых, старопахотных земель Ау= 0,885...0,925, Ид рекомендовано брать от 12 до 14 см.

Согласно формуле 11 можно обосновать параметры ложеобразователя.

Рассмотрим технологический процесс движения зерна по семяпровод-ной системе сеялки. Путь можно разбить на несколько этапов: падение от

высевающей катушки до приемной воронки (рисунок 7), скольжение по горизонтальному участку гибкого семяпровода, полет до встречи с поверхностью криволинейного участка гибкого семяпровода, движение внутри корпуса сошника, падение с корпуса сошника до распределителя и движение от распределителя до дна борозды.

В результате падения от высевающего аппарата до приемной воронки частица приобретает скорость Уо, с которой поступает на наклонный прямолинейный участок АВ гибкого семяпровода, движение на котором будем рассматривать как движения тела по наклонной плоскости. Скорость в конце этого участка в точке В определится по формуле

где У01 -начальная скорость движения зерна; 1сем - длина прямолинейного участка гибкого семяпровода, мм; /1 — коэффициент трения зерна о стенку семяпровода; (Хоем- угол наклона семяпровода, град.

Рисунок 7 — Расчет рассеивателя: а) движение частицы по семяпроводу; б) схема к расчету траектории движения частицы

В точке В происходит отрыв зерна от поверхности семяпровода и начинается его полёт под действием силы тяжести с начальной скоростью У02, под углом (Хсем к горизонту до встречи с поверхностью криволинейного участка в точке С.

Кг = 4К + 2' 2' 1сее ■ со8«свЛ( • ^асем - /,)

(12)

м

Величину скорости в момент удара

где хс -координата зерна по оси X.

После отражения частицы от криволинейной поверхности в точке С она будет двигаться по параболической траектории к противоположной стенке семяпровода к точке Д. Величина скорости частицы после отражения будет определяться выражением:

У,г + [\-tgfi-iK +1)-/1]2 ^ (14)

где к„ - нормальный коэффициент восстановления; р - угол отражения семян.

Величина угла р, под которым частица отразится от поверхности после удара в результате потери скорости, будет определяться выражением:

= (15)

где к, - тангенциальный коэффициент восстановления.

Далее в соответствии с участками семяпровода по выражениям (12)-(15) находим

ум = № +2-8-1^ -со-/,) (16)

Используя полученные в результате проведенного расчета зависимости, можно определить величину скорости частиц на выходе из семяпровода, который будет являться определяющим фактором для расчета параметров установки рассеивателя сошника.

Для подтверждения теоретических предпосылок, определения агротехнических и энергетических показателей работы сеялки с экспериментальными сошниками, уточнения их основных параметров были проведены экспериментальные исследования.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» описаны методика оценки условий проведения экспериментальных исследований и этапы проведения лабораторно-полевых исследований; приведены методики энергетической и агротехнической оценок орудия.

Лабораторно-полевые исследования были проведены в соответствии с основными положениями ГОСТ 31345-2007 «Сеялки тракторные. Методы испытаний», ГОСТ 20915-75 «Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний» и ГОСТ 24055-88 «Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки».

При проведении экспериментальных исследований использовали следующие приборы и средства измерения: рулетка, линейка металлическая, весы электронные GM-612, весы медицинские ВМ-20, секундомер СОСпр-26, бюксы, сушильный шкаф СШ-3, твердомер Ревякина, бороздомер, набор почвенных решет, штангенциркуль ЩЦ-П, динамометр пружинный ДПУ-0,01/2-1, путеизмерительное колесо, рамка размером 0,5x0,5м, мультиметр M9803R, измерительный комплекс MIC-400D, прибор для определения угла трения, набор поверхностей, прибор для определения угла естественного откоса.

Для проведения экспериментальных исследований в полевых условиях были изготовлены сошники, которые устанавливались на серийную сеялку С3-3,6.

Энергетическая оценка агрегата определялась путем динамометриро-вания.

Программа агротехнической оценки включала в себя изучение влияния скорости движения агрегата и технологических параметров рабочих органов па качество посева: распределение семян по площади посева и глубине заделки, количество сорных растений, выравненность поверхности почвы, урожайность.

Обработка экспериментальных данных производили с помощью табличного редактора Microsoft Excel надстройкой «Анализ данных» и программы STATISTICA 6, позволяющих производить статистический анализ.

Оценка адекватности математической модели реальному процессу производилась путём сравнения зависимостей, полученных теоретически и экспериментально.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований дискового сошника, обоснования его конструктивных параметры.

Обоснование конструктивных параметров сошника (углы атаки и наклона диска, диаметр 2R) (рисунок 1) производилось из условия обеспечения равномерности плотности дна посевной борозды (рисунок 6). По агротехническим данным семена должны укладываться на уплотненное посевное ложе плотностью р- 1,1... 1,3 г/см3. При большем значении будет плохая всхожесть семян, при меньшем возникнет больший разброс семян по глубине заделки и растения будут развиваться медленнее из-за отсутствия притока влаги из нижних слоев почвы.

По выражению 5 оценено влияние технологических параметров сошника на величину подпора пласта Я в различных почвенных условиях. Данная зависимость представлена на рисунке 8.

Из анализа результатов видно, что больший подпор пласта Б, соответственно большее уплотнение посевного ложа, на типичных черноземах (ф=30°)обеспечивается при угле установки а сошника в пределах 75... 82°.

Из формул 3 и 5 следует, что тяговое сопротивление зависит от физико-механических свойств почвы, углов постановки диска к горизонтальной и вертикальной плоскости, диаметра диска и глубины посева.

Экспериментальные исследования проводили в лабораторных (почвенный канал) и полевых условиях на глубине посева 0,03; 0,05 и 0,07 м со скоростью 0,8... 3,0 м/с.

На рисунке 8 представлены зависимость тягового сопротивления от глубины хода сошника, полученные экспериментально в почвенном канале и определенные по теоретической зависимости (3). Полученные зависимости лежат в доверительной зоне с уровнем значимости 5%, что свидетельствует о совпадении теоретических и экспериментальных исследований и адекватности модели.

Адекватность результатов процесса формирования борозды позволяет использовать разработанную модель для обоснования конструктивно-технологических параметров сошника посевной машины.

70 7 4 78 35 86 а, фЭД

Рисунок 8 - Зависимость подпора ушаста 5 от угла установки а диска и угла внутреннего трения <р почвы.

Т, Н

135

120

105

90

75

2 4 6 8 Не, см

Рисунок 9 — Зависимость тягового сопротивления сошника от глубины посева

По экспериментальным данным получено описание исследуемой системы в виде полиномиального уравнения линейной регрессии

У1 = 1,22 - 0,006X2 - 0,0575X3 + 0,05X1X3 , (17)

где У1 - плотность посевного ложа; XI- диаметр диска 211; Х2 - угол атаки ад; ХЗ - угол наклона диска р.

Поверхность отклика, построенная по сочетанию наиболее значимых факторов (диаметра диска 2Я, угла атаки ад и угла наклона р) приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Зависимость плотно- Рисунок 11 - Зависимость плотности сти дна борозды от угла атаки и дна борозды от угла наклона диска в угла наклона диска плоскости угла атаки а=20 градусов

Из анализа поверхности отклика следует что, оптимальный диаметр 2R диска лежит в диапазоне от 0,35 до 0,45 м. Значение высоты конуса Нк принята 0,06 м исходя из конструктивных возможностей зерновой сеялки, при значении равным 0,07 м невозможно поместить необходимое количество сошников на сошниковом брусе.

Рисунок 12 — Зависимость ширины Рисунок 13 — Зависимость дально-потока семян (Воем) от высоты уста- сти полета семян (Ъсел() от угла новки рассеивателя (Нрас) наклона рассеивателя (арас)

Для распределения семян по ширине полосы в сошнике установлен рассеиватель семян. Его параметры, влияющие на характер рассева - высота расположения над поверхностью борозды Нрас и угол наклона арас приведены на рисунках 12-13.

Анализ зависимость, приведенной на рисунке 12, выявил, что с увеличением высоты установки рассеивателя увеличивается ширина распределения семян. Ширина потока более 60 мм приводит к вторичным отскокам о внутреннюю поверхность ложеобразователя и диска.

во HpaC:i мм

На основе проведённых исследований установлены рациональные параметры сошника - диаметр диска 211 = 0,38... 0,40 м, высота конуса Нк=0,06 м, высота расположения рассеивателя Нрас = 0,05...0,06 м, угол наклона Орао = 45..55°.

В результате обработки данных, полученных в производственных условиях, было установлено, что всходы ячменя, посеянной сеялкой с экспериментальными сошниками, появились на один-два дня раньше и дружнее, чем на посевах с серийными сошниками. Это достигнуто за счет более равномерного распределения семян по площади питания.

В результате проведенных опытов также установлено, что экспериментальный сошник обеспечивает высев семян полосой 50...63 мм. Равномерность распределения растений по площади поля более качественное у экспериментального сошника. Коэффициент вариации по равномерности распределения семян по площади поля для экспериментальной сеялки составил 15,3% при 21,5% на контроле. Так, количество растений, обеспеченных расчетной площадью питания, составляет у экспериментального сошника 45%, а у серийной сеялки С3-3,6 с двухдисковыми сошниками - 15%. Количество незасеянных площадок у сеялки с экспериментальными сошниками 7%, с серийными 65%.

В пятой главе «Технико-экономическая оценка» приведены методика определения экономической эффективности и экономическая эффективность применения разработанной конструкции сошников.

Методика определения эффективности проведены в соответствии с основными положениями ГОСТ 23728-88 «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки», ГОСТ 24055-88 «Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки».

Экономическая эффективность экспериментальной сеялки определялась методом сравнения основных технико-экономических показателей с её прототипом, серийно выпускаемой сеялки С3-3,6. Для сопоставления показателей эффективности сошников при испытании сеялок, посев проводили на одном поле, в одно и то же время, с одинаковыми семенами и нормой высева.

»г- ¡¡¡¡Я

Рисунок 14 - Посевной агрегат Рисунок 15 - Экспериментальные

сошники на полевых исследованиях

В качестве сравнения приняты следующие составы агрегатов: трактор МГЗ-80 + С3-3,6 и МТЗ-80 + С3-3,6 с экспериментальными сошниками для полосного посева.

Показатели эффективности новой машины показывает следующее: экономия металла - 22%. годовой экономический эффект составил 31,1 руб./га в ценах 2009 года.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлены математические закономерности процесса формирования посевной борозды с уплотненным дном дисковым сошником в зависимости от физико-механических свойств почвы и параметров сонпшка. Дно борозды уплотняется вследствие сопротивления объемному сжатию почвы рабочим органом, определенной вертикальной силой Л' давления подпора со стороны нижних слоев почвы на дне борозды. Установлено, что давление подпора зависит от физико-механических свойств почвы и угла постановки диска ко дну борозды. На типичных черноземах более плотное семенное ложе образуется при установке сошника ко дну борозды а=75... 82°.

2. Разработана технологическая схема дискового сошника для полосового посева семян зерновых культур, состоящего из конического диска, полого корпуса, ложеобразователя с рассеивателем (патент РФ № 2373679).

3. Обоснованы конструктивные параметры дискового сошника; диаметр диска 2Л = 0.38 м, высота конуса высота ложеобразователя к = 0,1 м, высота установки рассеивателя Ьрас = 0,05.. 0,06 м; угол наклона рассеива-теля арас = 45..55°, высота расположения рассеивателя //рас = 0,05...0,06 м, расстояние между сошниками Ьт = 75 ... 85 мм.

4. Расчёт экономической эффективности внедрения сошников показывает, что экономический эффект от использования составляет 31,1 руб./ш.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Атнагулов Д.Т. Модернизация отечественных зернотуковых сеялок /М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов //Сельский механизатор -2010, №3. -С.6.

2. Атнагулов Д.Т. Дисковый сошник для отечественных зернотуковых сеялок / М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов // Современные наукоемкие технологии - 2010, №9. С. 135-137.

патенты:

3. Патент на изобретение №2373679 РФ, А01С 7/20; Дисковый сошник для полосного посева / М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов (Россия). -№ 2008111365/12; заявл. 24.03.08; опубл. 27.11.09. 5 с.

4. Патент на изобретение №2379874 РФ, АО 1С 7/20; Дисковый сошник с барабанным распределителем / Д.Т. Атнагулов (Россия). — № 2008142593/12; заявл. 27.10.08; опубл. 27.01.10. 5 с.

5. Патент на изобретение №2424646 РФ, АО 1С 7/20; Дисковый сошник с барабанным направителем / М.М. Давлетшин, Т.С.Набиев, Д.Т. Атнагулов (Россия). - № 2010111117/12; заявл. 27.03.10; опубл. 27.07.11.5с.

в других изданиях:

6. Атнагулов Д.Т. Агротехническая оценка адаптированности средств механизации для обработки почвы и посева по почвозащитным и энергосберегающим технологиям / Д.З. Файрушин, З.С. Рахимов, P.JI. Акчурин и др.//Вестник БГАУ-2007. №10. - С.19-21.

7. Атнагулов Д.Т. Динамика дискового сошника // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы». - 4.1. - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2008,- С. 193-195.

8. Атнагулов Д.Т. Сошники сеялок для посева зерновых культур // Материалы XLVTI международной научно-практической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». Ч.З. - Челябинск, 2008.-С. 39-41.

9. Атнагулов Д.Т. Кинематика конического диска сошника/ М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов //Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XIX Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2009» «Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК»-Ч.1.-Уфа:ФГОУ ВПО «БашкирекийГАУ», 2009.-С.57-60.

10. Атнагулов Д.Т. Результаты исследований дисковых сошников для полосного посева / М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов (16 октября 2009 г.). «Молодёжная наука и АПК: проблемы и перспективы» - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2009. - 64-66 с.

11. Атнагулов Д.Т. Дисковый соппгик для полосного посева // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Молодёжная наука и АПК: проблемы и перспективы» -Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2009. -66-68 с.

12. Атнагулов Д.Т. Измерение тягового сопротивления рабочих органов сельскохозяйственных машин / С.Г. Мударисов, И.М. Фархутдинов, Д.Т. Атнагулов // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК. Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XX Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2010». - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2010.

13. Атнагулов Д.Т. Дисковый сошник для отечественных зернотуко-вых сеялок / М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов // Материалы международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы развития АПК», посвященной 80-летию ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ. -Уфа: БГАУ, 2010. - С. 116-118.

14. Атнагулов Д.Т. Дисковый сошник для отечественных зернотуко-вых сеялок / М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов // Вестник БГАУ - 2010. №3. -С.ЗО-ЗЗ.

15. Атнагулов Д.Т. Влияние подготовки посевной техники на урожайность сельскохозяйственных культур // Материалы II всероссийской научно-практической конференции «Ремонт, восстановление, Реновация». -Уфа: БГАУ, 2011. - С.54-57.

16. Атнагулов Д.Т. Сеялка для полосного посева зерновых культур // Инновационному развитию агропромышленного комплекса - научное обеспечение. Материалы международной научно-практической конференции в рамках XXII Международной специализированной выставки «АгроКом-плекс-2012». Часть I. - Уфа: ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2012,- С.319-322.

17. Атнагулов Д.Т. Однодисковый сошник / М.М. Давлетшин, Д.Т. Атнагулов // Международный журнал экспериментального образования -2012, №5. - С. 95-96.

Подписано в печать 25.09.2012 г. Формат 60х84'/16. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Заказ № 404

Типография ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34.

61 12-5/4200

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Башкирский государственный аграрный университет»

На правах рукописи

Атнагулов Динар Талгатович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СОШНИКА И ЕГО ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ПОЛОСНОГО ПОСЕВА СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук Давлетшин М.М.

Уфа-2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................4

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ....................................................10

1.1 Роль зерновых культур в жизни человека...............................................10

1.2 Способы посева сельскохозяйственных культур....................................12

1.3 Агротехнические требования к посеву зерновых культур....................17

1.4 Факторы, влияющие на урожай зерновых культур................................20

1.5 Анализ конструкций машин для посева..................................................22

1.6 Классификация и анализ конструкций сошников..................................30

1.7 Распределение семян при полосовом посеве..........................................38

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СОШНИКА И ЕГО ПАРАМЕТРОВ .41

2.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы сошника..........41

2.2 Модель процесса взаимодействия рабочего органа с почвой...............43

2.3 Обоснование параметров сошника...........................................................50

2.4 Устойчивость хода сошников...................................................................56

2.5 Модель процесса движения семян в семяпроводной системе сеялки..58

2.6 Выводы по главе.........................................................................................70

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ..............................................................................................71

3.1 Программа исследований..........................................................................71

3.2 Методика проведения лабораторных исследований..............................72

3.2.1 Физико-механические свойства семян................................................73

3.2.2 Физико-механические свойства почвы...............................................75

3.2.3 Определение параметров распределителя..........................................78

3.2.4 Тяговое сопротивление сошника.........................................................78

3.2.5 Оценка перемещения почвы дисковыми сошниками........................80

3.2.6 Методика проведения многофакторного эксперимента....................80

3.3 Методика проведения полевых экспериментов......................................82

3.4 Методика обработки экспериментальных данных и оценка точности опытов.................................................................................................................84

3.5 Выводы по главе.........................................................................................85

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ..........86

4.1 Результаты теоретических и лабораторных исследований...................86

4.2 Результаты лабораторно-полевых исследований...................................97

4.3 Результаты производственной проверки...............................................100

4.4 Выводы по главе.......................................................................................105

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА............................................106

5.1 Методика определения экономической эффективности......................106

5.2 Экономическая оценка.............................................................................111

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ................................................114

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..........................................................115

ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................................................................128

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Получение высоких и стабильных урожаев зерновых и других сельскохозяйственных культур остаётся на сегодняшний день актуальной задачей сельскохозяйственного производства. На зерновое хозяйство страны возложено не только обеспечение населения зерном, продовольственной безопасности страны в целом, но и экспорт зерна. Экспорт зерна стал необходимым условием обеспечения относительно стабильного развития зернового хозяйства и внутреннего зернового рынка [3]. Чтобы повысить эффективность производства зерна (рентабельность в 2009 году составила 12,9%) необходимо, прежде всего, осуществить машинно-технологическую модернизацию зернового хозяйства, а также значительно улучшить использование материально-технических ресурсов. Особенно остро стоит вопрос по зерновым сеялкам.

Около 90% всех зерновых сеялок в России - это сеялки семейства С3-3,6. В связи с острым недостатком посевной техники и низкой платежеспособностью сельских товаропроизводителей указанные сеялки останутся на ближайшие годы основными посевными машинами в стране. Восстановление с минимальными материальными затратами их работоспособности, изыскание способов модернизации с приданием им новых качеств, обеспечивающих рост урожайности вместе с улучшением агротехнических, эксплуатационно-технологических и энергетических показателей, становится актуальной задачей для России в настоящий период.

Одной из основных требований к посеву является равномерность распределения семян по площади питания. В идеальном случае площадь питания растения имеет форму круга. Однако в практике нашего сельскохозяйственного производства наиболее широкое распространение получил обычный рядовой посев с междурядьем в 15 см, где форма площади питания представлена сильно вытянутым прямоугольником. Ширина междурядий этого способа посева зерновых сложилась исторически, но она не обоснована, ни опы-

том сельскохозяйственного производства, ни данными научно-исследовательских учреждений [63, 105].

Принятая для рядового посева ширина междурядий 15 см отрицательно сказывается на равномерности размещения растений по площади, особенно при высоких нормах высева, вызывая снижения продуктивности, появление подгона, а в некоторых случаях даже и гибель растений из-за чрезмерного загущения в рядке. Применение узкорядного и перекрестного способов посева зерновых культур привели, с одной стороны, к улучшению равномерности размещения семян по площади, а с другой - добавили свои недостатки [87, 105].

Наиболее полно отвечает всем требованиям для эффективного производства зерновых культур полосной способ посева. Разработкой технических средств, для этого способа посева, занимались многие исследователи: Г.М. Бузенков, С.А. Ма, М.К. Малев, А.П. Спирин, Н.И. Любушко, Н.К. Ма-зитов, Д.А. Смиловенко, В.Я. Попель, Н.П. Радугин, А.П. Иофинов, и многие др. [14, 15, 19, 28, 39, 43, 47, 60, 63, 78, 88, 99], однако выбор сошников для этого способа до конца не решен.

В зерновых сеялках в качестве сошника наибольшее распространение получили дисковые рабочие органы.

Неоценимый вклад в изучении дисковых рабочих органов внесли: А.Н. Семёнов [105], М.Х. Пигулевский [80], В.Ф. Стрельбицкий [112], П.С. Нартов [62], Ф.М. Канарев [37], В.П. Чичкин [128], С.Г. Мударисов [59], Т.С. Набиев [63] и др. Накоплен значительный эмпирический материал по их технологическому процессу. Однако, вопросы перемещения, деформации почвы, процесса бороздообразования дисковыми рабочими органами и влияния их конструктивных параметров на качество посева, остаются недостаточно изученными.

Исследования рабочих органов посевных машин, обеспечивающих равномерное распределение семян, отражены в работах академика В.П. Го-рячкина [20], М.Н. Летошнева [67], А.Н. Карпенко [43], Н.У. Вахитова [15],

В.Е. Комаристова [45], Н.И. Любушко [51], П.Я. Лобачевского [49], С.А. Ма [52], М.М. Давлетшина [25] и многих других авторов. В этих работах отмечается необходимость как в совершенствовании существующих, так и в изыскании принципиально новых рабочих органов.

В связи с вышеизложенным целью исследования является повышение эффективности посева семян зерновых путем совершенствования технологического процесса распределения семян по площади питания и обоснования конструктивных параметров дискового сошника для полосного посева.

Задачи исследования:

- обосновать конструктивно-технологическую схему сошника для посева семян зерновых культур способствующую оптимизации площади питания растений;

- обосновать конструктивно-технологические параметры сошника;

- определить технико-экономическую эффективность внедрения в производство предложенных конструктивных решений.

Объектом исследования является технологические процессы бороз-доформирования и заделки семян дисковым сошником.

Предметом исследования являются закономерности процессов взаимодействия сошника с почвой и движения семян по семяпроводной системе сеялки.

Методика исследований.

Теоретические исследования выполнены с использованием положений и методов классической механики. Экспериментальные исследования выполнены с использованием стандартных и частных методик проведения экспериментов с применением метода планирования.

Тяговое усилие сошника определили с применением измерительного комплекса MIC-400D в комплекте с ^-образными тензодатчиками и программными продуктами Recorder, WinPOS «Пакет обработки сигналов» НПП «Мера».

Производственные испытания сеялки с дисковыми сошниками для полосного посева проводили в соответствии с ОСТ и ГОСТ на испытания новой техники.

Научная новизна.

Разработаны расчетные схемы и получены аналитические выражения для определения основных конструктивно-технологических параметров дискового сошника для полосного посева семян зерновых культур с учетом процесса формирования семенного ложа.

Установлены закономерности процесса формирования посевной борозды дисковым сошником в зависимости от физико-механических свойств почвы и параметров сошника.

Новизна технических решений защищена тремя патентами на изобретение (№2373679, №2379874, № 2424646).

Практическая значимость.

1. Применение сошника для полосного посева позволило: увеличить урожайность зерновых культур на 12,3%, уменьшить удельную металлоёмкость зерновой сеялки.

2. Результаты исследований и техническая документация на рабочие органы для полосного посева могут быть использованы для переоснащения широко распространенных среди сельхозпредприятий зерновых сеялок С3-3,6, что значительно расширит диапазон их применения.

Реализация результатов исследований.

Экспериментальные сошники использованы при посеве зерновых на опытных полях ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ и в КФХ «Гиззатуллин» Буз-дякского района Республики Башкортостан. Теоретические исследования и экспериментальные образцы используются при изучении курса «Сельскохозяйственные машины» в ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Экспериментальные образцы сошников были изготовлены в ремонтном предприятии ОАО «Буздякрайсельхозтехника».

Апробация результатов.

Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на международных и всероссийских научных конференциях Башкирского государственного аграрного университета и Челябинского государственного агроинженерного университета в 2006-2012 гг.

На защиту выносятся:

- теоретическое обоснование конструктивно-технологической схемы сошника для полосного посева;

- теоретическое обоснование процесса формирования посевной борозды дисковым сошником в зависимости от физико-механических свойств почвы и параметров сошника;

- экспериментальная оценка процесса работы сеялки с дисковыми сошниками для полосного посева.

Публикации.

По результатам исследований опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получены 3 патента РФ на изобретение (№2373679, №2379874, № 2424646). Общий объём опубликованных работ составляет 3,17 п.л., из них авторских 1,7 п.л.

Структура и объём диссертации.

Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, 45 рисунков, состоит из пяти глав, общих выводов, 6 приложений. Список использованной литературы включает 134 наименования.

В первой главе «Современное состояние возделывания зерновых культур и задачи исследования» проведен анализ объёмов возделывания зерновых культур в России и Республике Башкортостан, способов посева, конструкций сеялок и сошников, применяемых при этом и соответствие их качества работы агротехническим требованиям распределения семян. Сформулированы задачи исследования.

Во второй главе «Теоретические исследования конструктивно-технологической схемы сошника и его параметров» рассмотрен физиче-

ский процесс формирования посевной борозды дисковым сошником и реализация математической модели процесса взаимодействия рабочего органа с почвой, показана поэлементная последовательность полосного посева дисковым сошником, установлены зависимости для определения основных конструктивно-технологических параметров орудия.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» описаны методики оценки условий проведения экспериментальных исследований, методики проведения лабораторно-полевых исследований; приведены методики энергетической и агротехнической оценок орудия.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований»

представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований дискового сошника, обоснованы его конструктивные параметры.

В пятой главе «Технико-экономическая оценка» приведены методика определения и показатели экономической эффективности проекта.

Автор глубоко признателен P.C. Гиззатуллину, И.А. Усманову и всем сотрудникам кафедры сельскохозяйственных машин за большую помощь в проведении экспериментов.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Роль зерновых культур в жизни человека

Среди полевых культур наибольшее значение имеют зерновые культуры, основной продукт которых - зерно. К ним относятся пшеница, рожь, ячмень, овес, тритикале, рис, просо, кукуруза, сорго и гречиха.

В мировом земледелии зерновые культуры занимают ведущее место и имеют важнейшее значение для населения земного шара, что связано с их большой ценностью и разнообразным применением. Зерно содержит необходимые питательные вещества - белки, углеводы, жиры, витамины, минеральные вещества. Его широко используют в хлебопечении. Зерно служит сырьем для кондитерской, крахмало-паточной, декстриновой, спиртовой и пивоваренной промышленности. Зерновые культуры используют в животноводстве в качестве концентрированного корма, комбикормов и отрубей (отходы переработки зерна). Солому и мякину (полову) также применяют для кормления животных.

Увеличивая производство зерна можно обеспечить население разнообразными продуктами питания, повысить продуктивность животноводства, создать необходимый государственный резерв зерна и обеспечить продовольственную безопасность страны.

Анализ валового сбора зерна и посевных площадей (рисунок 1.1) показывает, что в течение длительного времени валовой сбор зерна в РФ повышался в основном за счет расширения посевных площадей до 2000 года. Внедрение достижений сельскохозяйственной науки, новых высокопродуктивных сортов зерновых культур, использование высокопроизводительной техники, минеральных удобрений, химических средств защиты растений дали возможность несколько увеличить валовой сбор и урожайность (рисунок 1.2), но она все ещё остается на низком уровне.

Вс, млн.т

120

100

60 40

V

V

»V

tH

■A

v

-J

t.

120 100

40

ж- А- »1

\ л \ V Г V

\ Л V <1 f Л 1 \

Л V У \ V 1 1 ж* Л Л X Л 1

1 ✓ V Л/ ж Á V

S, млн.ra

60

55 50 45 40

1990 1993 1996 1999 2002 2005 2ОО8ГОДЫ —♦— Вс. млн.т —A- S, млн ra

1990 1993 1996 1999 2002 2005 2ОО8ГОДЫ —Вс, млн.т — é- S, млн.га

а б

Рисунок 1.1 - Валовой сбор зерна и посевные площади по годам: а) в Российской Федерации; б) в республике Башкортостан

У, ц/га

25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

п

1л

1П

1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 Годы □ пшеница ■ рожь □ ячмень □ овес

Рисунок 1.2 - Урожайность зерновых культур в Российской Федерации по

годам

Важный показатель развития зернового хозяйства - производство зерна в расчете на душу населения. В РФ производство зерна на душу населения составило в среднем за 1990 г. - 788 кг, в 2009 г - повысилось до 683 кг (показатель за 2003 г. - 463 кг). В связи с этим особое значение в современных условиях приобретает проблема увеличения производства зерна, решение которой обеспечит население не только хлебом, но и молоком и другими продуктами животноводства.

1.2 Способы посева сельскохозяйственных культур

Факторы жизни растений создаются природой и принятой агротехникой, потребность в которых в разные фазы вегетации неодинакова. Основным условием получения высоких урожаев является способность выбранного способа посева и технологии его осуществления наиболее полно обеспечить растения факторами жизни [42, 55, 67].

Наилучшее обеспечение всех растений питательными веществами, воздухом и светом может быть получено при равномерном распределении растений по площади поля. Равномерного распределения растений по поверхности поля можно добиться различными способами посева.

Способ посева во многом зависит от посевных качеств семян сельскохозяйственных культур и почвенно-к�