автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение качества посева семян лука разработкой и применением высевающего аппарата сеялки

На правах рукописи

ЗАГУДАЕВ СЕРГЕЙ ДМИТРИЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОСЕВА СЕМЯН ЛУКА РАЗРАБОТКОЙ И ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА СЕЯЛКИ

Специальность 05.20.01 - технологии и средства

механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

21 НОЯ 2013

Пенза-2013

005539558

005539558

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ларюшин Николай Петрович

Официальные оппоненты: Милюткин Владимир Александрович

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», зав. кафедрой «Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств»

Сочинев Сергей Иванович

кандидат технических наук, ООО «Пенза Золотая Нива» Пензенской области, Иссинского района, с. Булычеве, инженер по с.-х. технике

Ведущая организация Государственное научное учреждение «Научно-

исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока Российской академии сельскохозяйственных наук» (ГНУ НИИСХ Юго-Востока)

Защита состоится 13 декабря 2013 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02 на базе ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ПГСХА, ауд. 1246.

С диссертацией молено ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан 12 ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кухарев О.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Среди разнообразия овощных культур, возделываемых в стране, особое место принадлежит луку. Лук является ценным продуктом питания, обладающим, наряду с высокими питательными качествами, и лечебными свойствами. Он содержит более 30 видов минеральных веществ и большое количе ство эфирных масел. Лук-репку выращивают из севка и семян. Первый способ -самый распространенный и наиболее освоенный в Нечерноземной зоне и средней полосе России, а так же в северной части европейских оран. В последнее время выращивание лука-репки из семян находит наибольшее распространение Проблемой при посеве семян лука на лук-репку является сложность равномерного распределения семян вдоль рядка в соответствии с агротехническими требованиями.

Из анализа проведенных исследований можно сделать вывод, что в общей массе применяющиеся высевающие аппараты не позволяют получить необходимую равномерность распределения семян вдоль рядка в соответствии с агротехническими требованиями для посева семян лука на лук-репку. Причиной в этом случае является порционность высева семян, которая происходит из за несовершенства конструкции применяемых высевающих аппаратов и периодического воздействия их рабочих элементов на семенной материал, вследствие чего посевы получаются неравномерными, со иущением И разряжением растений в рядке, что в конечном итоге, приводит к снижению урожайности. В связи с этим актуальным вопросом считается создание высевающего устройства, которое бы учитывало в себе все достоинства созданных к настоящему времени высевающих аппаратов и в то же время отличающееся от них выполнением одного из главного агротехнического требования - максимальной равномерности высева.

Поэтому работа, посвященная повышению качества посева семян лука разработкой и применением высевающего аппарата сеялки ячеисто-дискового типа, является актуальной и имеет важное экономическое и хозяйственное значение для АПК России.

Степень разработанности темы. В настоящее время разработаны высевающие аппараты для высева семян овощных культур различных конструкций и типов.

Пневматические и пневмомеханические высевающие аппараты имеют такие недостатки, как сложность конструкции, неравномерность высева и высокая трав-мируемость семян.

Механические высевающие аппараты наиболее просты по конструкции и надежны в работе, но так же имеют ряд недостатков, таких как, повышенный расход семенного материала, травмируемость семян и неравномерность высева. В свою очередь, исходя из технологического процесса работы существующих механических высевающих аппаратов их можно разделить на аппараты периодического действия и непрерывного действия.

Высевающие аппараты периодического высева весьма многообразны по конструкции и подразделяются по типу рабочих органов на катушечные, внутриребер-чатые, мотыльковые и ложечные. Однако, данные конструкции аппаратов предполагают пульсацию исходного потока семян, что в конечном итоге приводит к неравномерному расположению семян в рядке. Причиной порционности подачи семян является периодическое воздействие рабочих элементов высевающего аппарата на семенной материал.

Преимуществом аппаратов непрерывного действия (гравитационные, вибрационные, выталкивающие, вычерпывающие и комбинированные) является исключение порционности подачи семенного материала. Однако одним из существенных недостатков является повышенная травмируемость семян.

Работа выполнена по плану НИОКР ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», тема №11 «Разработка рабочих органов машин для ресурсосберегающих технологий производства сельскохозяйственных культур», и отраслевой целевой программы «Развитие овощеводства и картофелеводства в Пензенской области на 2010-2012 Годы».

Цель работы - повышение качества посева семян лука разработкой и применением ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругоде-формируемом кольце, обеспечивающим повышение равномерности распределения семян лука в рядке и снижение их травмируем ости.

Задачи исследований:

1. Обосновать конструктивно-технологическую схему ячеисто-дискового высевающего аппарата с учетом физико-механических свойств семян лука.

2. Теоретически обосновать конструктивные и режимные параметры ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце.

3. Выполнить лабораторные исследования по определению конструктивных и режимных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце.

4. Разработать и изготовить опытный образец сеялки с ячеисто-дисковым высевающим аппаратом с цилиндрами на упругодеформируемом кольце, исследовать ее в лабораторно-полевых и производственных условиях, оценить технико-экономическую эффективность.

Объект исследования - технологический процесс работы ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце.

Предмет исследования - конструктивные и режимные параметры ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце.

Научная новизна:

-теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце;

-конструкция ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце (заявка на изобретение РФ № 2013144082);

-оптимальные конструктивные и режимные параметры ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований послужили основой для разработки экспериментальной сеялки с ячеисто-дисковым высевающим аппаратом с цилиндрами на упругодеформируемом кольце. Использование экспериментальной сеялки позволяет повысить равномерность распределения семян лука в рядке, снижает травмируемость семян, что в итоге будет способствовать увеличению урожайности лука репки. Сеялка с ячеисто-дисковым высевающим аппаратом с цилиндрами на упругодеформируемом кольце внедрена в ИП КФХ Минеев A.B. Калачевского района Волгоградской области в 2012 году

Методология и методы исследований. В работе использовались теоретические и экспериментальные методы (метод сравнения, моделирования, наблюдения).

Теоретическое обоснование ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце выполнялось с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных, полевых и производственных условиях на основе общепринятых методик в соответствии с действующими отраслевыми стандартами, а также с использованием методов планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись на ПВЭМ с использованием стандартных программ «MathCAD», «Microsoft Excel» и «Statistika 6.0».

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Уравнения движения семени по перемычке между ячейками ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце (УДК), уравнения для определения скорости выхода семени с перемычки и зависимости этой скорости от времени при движении семени по перемычке.

2. Конструкция ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце.

3. Оптимальные конструктивные и режимные параметры (жесткость материала полых цилиндров упругодеформируемого кольца, окружная скорость ячеисто-дискового высевающего диска, скорость движения агрегата, скорость ролика) ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце.

Степень достоверности и апробации результатов. Степень достоверности теоретических и экспериментальных данных обеспечена аргументированным обоснованием выводов подтвержденных теоретическими и эксперементальными исследованиями и практической реализацией разработки в лабораторных, полевых и производственных условиях.

Основные положения диссертации доложены и одобрены:

- на научно практических конференциях ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (г. Пенза 2011...2013 г.);

- на международной конференции, посвящённой 105-ти летию со дня рождения профессора Красникова Владимира Васильевича «Новые технологии и технические средства в АПК», ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени НИ Вавилова» (2013 г.);

- на XVII международной научно-практическая конференции «повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции - новые технологии и техника нового поколения для растениеводства и животноводства» ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов российской академии сельскохозяйственных наук» (2013 г.);

- на VII межрегиональной специализированной выставке ПензАгро (2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей, 4 без соавторов,

в т.ч. 3 в изданиях, указанных в «Перечне ... ВАК». Общий объем публикаций составляет 2,22 п. л., из них автору принадлежит 1,21 п.л.

Структура диссертации. Диссертация состагт из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы из 111 наименований и приложения на 11 с.' Работа изложена на 144 е., содержит 16 табл. и 45 рис..

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы исследова-

ваний и общую характеристику работы.

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследований» на основе анализа научных работ сформулирована проблема, цель и задачи исследований. Отмечено, что ячеисто-дисковый высевающий аппарат точного высева является наиболее перспективным среди всех типов высевающих аппаратов применяемых для посева семян лука на репку. Представлена классификация высевающих аппаратов овощных сеялок.

Исследования в области механизации процессов посева семян лука и семян овощных культур посвящены труды Ларюшина Н.П., Ларюшина A.M., Поликано-ва A.B., Моцепуро О.М., Кухарева О.Н., Емельянова П.А., Сочинева С.И. и других ученых. Однако проблема посева семян лука с надлежащей по агротехническим требованиям равномерностью в настоящее время полностью не решена.На основании анализа литературной и патентной информации в работе поставлены цель и задачи исследований.

Во втором разделе «. Определение физико-механических свойств семян лука сорта "Халцедон"» были изучены размерная характеристика и форма, абсолютная и объемная масса, фрикционные и упругие свойства семян лука'сорта "Халцедон" на различных видах поверхностей, а так же исследована деформация семени при нагрузке на него.

В результате обработки и анализа полученных экспериментальных данных при исследовании физико-механических свойств семян лука сорта "Халцедон" установлено, что основные размеры семян изменяются в следующих пределах: длина - 2,97...3,05 мм; ширина - 2,19...2,29 мм; толщина - 1,97...2,07 мм, что позволяет отнести их к средней группе крупности (средний эквивалентный размер Is = 2,41 мм). Абсолютная и объемная массы семян составили соответственно 3,883±0,197 г и 514,7±2,2 г/л. В соответствии с существующей классификацией семена лука изучаемого сорта относятся к группе сыпучих (с коэффициентом внутреннего трения Квн=0,45...0,70). Статический коэффициент трения семян по четырем видам поверхностей: сталь окрашенная; сталь очищенная от ржавчины не окрашенная; резина листовая, техническая; полимерная поверхность составил соответственно: 0,47...0,50; 0,53...0,55; 0,60...0,62; и 0,37...0,39. Динамический коэффициент трения семян по окрашенной стали составил 0,192±0,008, а по не окрашенной -0,287±0,008. Деформация семени лука сорта "Халцедон" происходит при нагрузке на него 15..20 Н, что дает возможность оптимально подобрать пружину для прижимного ролика-отражателя.

В третьем разделе «Теоретические исследования технологического процесса работы ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на уп-ругодеформируемом кольце» приводится теоретическое обоснование новой конструкции ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругоде-формируемом кольце (УДК).

Высевающий аппарат работает следующим образом. Часть семян 8 (рис. 1) находящихся в бункере 2 при вращении составного ячеистого высевающего диска под действием силы тяжести попадает в ячейки 5 на сферическую поверхность полых цилиндров сплошного УДК 7. При дальнейшем повороте составного ячеистого • высевающего диска, ролик-отражатель 11 покрытый слоем эластичного фрикционного материала, надавит на семя 8 находящееся в ячейке 5, при этом семена 8 полностью окажутся в ячейке 5.

Выполненная при этом по оси ячеек кольцевая проточка 9 способствует

снижению усилия на деформацию полых цилиндров, тем самым предотвращает травмирование семян 8. Снижению травмирования семян 8 также способствует эластичная поверхность полых цилиндров сплошного УДК 7.

Другая часть семян 8, не попавшая в ячейку 5 отводится роликом-отражателем 11, вращающимся в сторону противоположную вращению составного ячеистого высевающего диска, назад в бункер 2. При дальнейшем вращении составного ячеистого высевающего диска находящееся в ячейке 5 семя 8 будет зафиксирована в ячейке 5 внутренней поверхностью корпуса 1, до тех пор, пока ячейка 5 с семенем 8 в результате поворота диска не окажется в зоне выбросного окна 13. Потеряв упор, семя 8 под действием сил тяжести и сил упругости, деформированных полых цилиндров УДК 7, выпадет в окно 13 из ячейки 5 на дно борозды. Таким образом, предложенный высевающий аппарат обеспечит высев семян разного размера без замены высевающего диска и снизит их травмирование.

наупругодеформируемом кольце: 1 - корпус; 2 - бункер; 3,4 - симметричные части ячеистого диска; 5 -ячейка; 6 —винт; 7 - кольцо сплошное упругодеформируе-мое силиконовое; 8 - семя; 9 - кольцевая проточка; 10 — вал ячеистого диска; 11 -ролик-отражатель; 12 - вал ролика-отражателя; 13 - окно выбросное; радиус ячеистого диска; Я2- радиус упруго-деформируемого кольца

Так как, ячеесто-дисковый высевающий аппарат с цилиндрами на упругоде-формируемом кольце при высеве семян применен впервые, то задачей теоретических исследований явилось изучение процесса его работы. Для расчетов примем следующие допущения: в силу малости размеров и веса семени движение его в процессе работы высевающего аппарата будем рассматривать как движение точки М, взятой в центре шарика принятого за семя (рис. 2); примем, что вращение диска происходит с постоянной угловой скоростью ш=соп51; принебрежем сопротивлением качения семени. Движение точки М рассматривается как сложное. Движение точки М вдоль оси у - относительное, вращательное движение точки М вместе с диском - переносное. Рассмотрим движение точки М по перемычке между ячейками (рис. 2).

Рисунок 2 - Схема движения семени по перемычке между ячейками высевающего аппарата: TSLP и HJCD - полые цилиндры УДК; ABCD и EPLK-ячейки;

БЕ - перемычка

На точку М действуют силы: G - вес шарика, Н; N - реакция нормального давления, Н; Ftp - сила трения скольжения, Н; Ф, - сила инерции переносного движения, Н; Фш - сила инерции Кориолиса, Н.

Дифференциальные уравнения относительного движения точки М на перемычке в проекциях на оси координат XY примут вид:

mx = —F„

(1)

ту = Ы-С-Ф1-Фк

Вдоль оси ОУ движение отсутствует, поэтому из уравнения (1) находим:

И = 0 + Фе+Фк. (2)

Учитывая то, что точка М вдоль оси у поднялась на высоту И, равную радиусу семени, получим

N = mg + т ш 2 {Я - Ь) + 2т т • х . (з)

С учетом (3) уравнение (1) примет вид

тх = -/^ + тш2(И-И) + 2т&-'х). (4)

После некоторых преобразований уравнение движения примет вид:

Из уравнения (5) находим время 12 движения точки М в конце перемычке

. - ехр(-й • / —) /2=---О-_

• (6)

Зависимость скорости У2 в конце перемычки от времени 12 для этого участка

Относительная скорость семени в конце перемычки равна

Выражением (8) определяется значение предельной относительной скорости семени на перемычке между ячейками дискового высевающего аппарата, при которой происходит западание семян в ячейку.

Значение предельной относительной скорости семени на перемычке между ячейками дискового высевающего аппарата, при которой происходит западание семян в ячейки впервые сформулировал академик В.П. Горячкин. Эту скорость он назвал критической (VKP). При этом основным условием западания семян в ячейку является наличие относительной скорости их ниже критического значения:

V» , (9)

где / - длина (диаметр) отверстия, или в нашем случае диаметр ячейки ( ~ = ^ ); г

- радиус шара, условно принятого за семя, м.

Эти условия относятся ко всем высевающим аппаратам точного высева механического типа. Следовательно, с учетом формулы (8) и (9) можно записать:

V2=Vv=y(t) = (W-V1)-e2^ +W<(2R-r)^ ()Q)

Подстановкой в неравенство (10) значений составляющих этого неравенства, нами получено, что критическая скорость (VKP) для левой и правой частей неравенство имеет одинаковое значение (Vk=0,25 м/с). По данным B.C. Басина величина критической относительной скорости семени VK по поверхности вертикального ячеистого диска примерно равна окружной скорости диска Ул (VK~Vp), при этом Уд=0,25...0,45 м/с, следовательно, в нашем случае условия западания семени в ячейки экспериментального вертикального ячеистого диска выполняется ^¡<=0,25 м/с (расчетное) скорость диска молено принять по A.A. Будагову Уд=0,25 м/с).

Для определения уравнения движения семени при входе его в ячейку рассмотрим дифференциальные уравнения относительного движения материальной точки М в проекциях на оси координат XY (рисунок 3):

mx = <t>k-0es'ma-N + Npcosß

(11)

m у = -G sin а + F + Fmp - Фе cos а - Np sin ß

где Np - реакция опоры ролика, H;

ß - угол между реакцией опоры ролика и горизонтали, град.;

F- сила упругости полого цилиндра УДК, Н;

(F=c-y, где с - жесткость материала полого цилиндра УДК, Н/м;

у - величина сжатия полого цилиндра, м);

а - угол между силой тяжести и вертикалью, град.;

а -угол между силой инерции переносного движения и вертикалью, град.

Рисунок 3 - Схема сил, действующих на семя при входе его в ячейку: ЕРЬК-ячейка диска; Ь,Ь2 - дуга окружности ролика-отражателя; ТБЬР - полый

цилиндр УДК

После преобразования уравнения (11) получим линейное неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка

+ + + = + + + /•/'ТУ«« 3^(12)

где И' - реакция семени о ролик, Н;

/- коэффициент трения семени по ячейке; /' - коэффициент трения семени о ролик; ю - угловая скорость диска, м/с; т — масса семени, кг. Решая уравнение (12) получим:

--+ f(o1 Бтог + аг

т

л_ -¿ + /й)2Я« + 02.К + /-/'Лгсоза:-/'АГ'зш;'- в_тК-ге*С1 соз^-е'^С, бшдг

_ ' Я.___ . . Т* • . '

--+ /а>2а + а)г

е д сое + 2е" вш д/

Выражение (13) представляет собой уравнение движения семени при вдавливании его роликом-отражателем в полый цилиндр УДК. На основания зависимости Р=с-у можно записать:

Р = с

- + /о2 Бша + ф1

(14)

Сила Р не должна быть больше силы разрушения семени, т.е. Р<Бр. Как показали расчеты Р=8Н, а сила, при которой наступает разрушение семени как показали физико-механические исследования равна 15-20Н, то есть условие выполняется.

Движение шарика (семени) в процессе выталкивания шарика из ячейки высе

¡Ц^Г? *** РаССМа7РИВа1Ъ ДШ™ —

При выходе из высевающего аппарата на точку М действуют силы: о - вес шарика, Н; р - сила упругости материала полого циливдра УДК, Н; N - реакция нормального давления, Н; Р; - сила трения скольжения, Н; Ф, - сила инерции переносного движения, Н; фж - сила инерции Кориолиса, Н.

Запишем дифференциальные уравнения относительного движения точки М в проекциях на оси координат ХУ(рис.4):- именин хочки м в

тх = +Фе бщ а - ф

Л

/яj> = -G-F + Fи/,-Фícosа (15)

где а - угол опоюнения силы инерции переносного движения Ф от вертикали, град. ' г

1\У

Рисунок 4 - Схема сил действующих на семя лука при выталкивании его из ячеики: ЕРШ-ячейка; ТБЬР-полый цилиндр УДК

После некоторых преобразований уравнение (15) примет вид:

После решения дифференциального уравнения (16) определим уравнения движения семени при выталкивании его из ячейки:

Ля^ //V +- + zп1-fxп2

у--

ш

т

/ггг2-Ясс-щ2-Я-я £

— + ш2-/т2-а т

Из уравнения (17) найдем скорость движения семени при выталкивании его из ячейки:

еГ"Ше\/2а>г + — + т2~/ш1-а(/со2^ +1) у(1) =-т

тсо

(18)

Дифференцируя уравнения (18) найдем ускорение движения семени при выталкивании его из ячейки:

fmíш^Rtg /2а>:1 +~ + ш2-/ш2-а(/а}-1 + 2)

ЯО =-* , т --

с ■ (19)

/ +-2- + 1-/-ОГ

тсо

Сила Б с которой выталкивается семя полым цилиндром УДК из ячейки диска высевающего аппарата равна:

ш2 — /гя2 •а(/а>'? + 2)

F = т-у = т- ""

' ,2 . с . , „ ■ (20)

таз

при этом сила Б должна иметь вертикальное направление вниз, такое условие необходимо, чтобы исключить раскатывание семени по борозде и улучшить равномерность распределения их по площади питания. А результаты расчетов при подстановке данных в выражение (20) показали, что сила, с которой семя будет выталкиваться из ячейки будет равна 2Н, что позволит вытолкнуть семя в нужный момент в вертикальном направлении, и не травмируя его.

Целью теоретических исследований было установление предельной относительной скорости семени по перемычке между ячейками, чтобы проверить условие западания его в ячейку для предложенной конструкции аппарата. А так же установить величину силы, действующей на семя во время вдавливания его в ячейку и во время выталкивания семени из нее, для исключения вероятности травмирования и' вероятности невыпадения семени в нужный момент.

В четвертом разделе «Программа и методика исследований. Лабораторные исследования высевающего аппарата» приведены программа, методика и описание экспериментальной лабораторной установки для исследования ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце и сеялки с экспериментальными высевающими аппаратами.

Лабораторные исследования проводились согласно ОСТ 10.5.1-2000 на почвенном канале кафедры «Механизация технологических процессов в АПК» ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА». Поставленная в лабораторных исследованиях цель достигалась последовательным решением следующих задач:

1) Выбором оптимального типа цилиндров упругодеформируемого кольца и исследованием влияния его параметров (линейной скорости ячеисто-дискового высевающего аппарата (диапазон изменения линейной скорости от 0,17 до 0,32 м/с) и поступательной скорости агрегата (диапазон изменения поступательной скорости

агрегата от 0,8 до 2,3 м/с)) на равномерность распределения семян в рядке.В качестве исследуемых были выбраны два типа цилиндров изготовленных из силикона -пустотелый (тип А - 6 штук) и сплошной (тип Б - 6 штук), обладающие различными коэффициентами жесткости от 1,2 до 2,2 н/м. Планирование эксперимента осуществлялось по классическому однофакторному эксперименту;

2) Изучением влияния конструктивных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце на качество посева семян.

Качество посева семян лука ячеисто-дисковым высевающим аппаратом с цилиндром на упругодеформируемом кольце зависит от множества факторов. В связи

с этим, лабораторные исследования проводились с применением методики планирования многофакторного эксперимента.

Согласно полученным данным цилиндр упругоде-формируемого кольца типа Б (сплошной) имеет наихудшие показатели равномерности распределения семян лука в рядке по сравнению с цилиндром типа А (полый).

Таким образом, для дальнейших исследований целесообразно использовать полый цилиндр упругодеформируемого кольца типа А.На основе априорного ранжирования были отобраны восемь основных факторов влияющих на равномерность распределения семян лука: Уд - окружная скорость высевающего диска, м/с; Ь - высота ячейки, мм; с - жесткость цилиндров упругодеформируемого кольца, Н/м; Дя - диамегр ячейки, мм; й - угол захода семени в ячейку, град; Ур - скорость ролика, м/с; р - угол выхода семени, град; ср-жесткость поверхности ролика, Н/м (таблица 1).

Таблица 1 - Факторы, влияющие на распределение семян

экспериментальным высевающем аппаратом

Обозначение Уровни варь-

Наименование факторов ирования

-1 +1

X, Уд - окружная скорость высевающего диска, м/с 0,2 0,3

х2 Ь - высота ячейки, мм 3,0 4,0

Хз с - жесткость цилиндров упругодеформируемого кольца,

х4 Н/м 1,5 2,0

х5 Д , - диаметр ячейки, мм 2,0 4,0

Х6 а - угол захода семени в ячейку, град 20,0 30,0

х7 Ур -скорость ролика, м/с 3,0 4,0

Х8 Р - угол выхода семени в ячейку, град 20,0 30,0

с0 - жесткость поверхности ролика, Н/м 0,2 0,3

Отсеивающий эксперимент позволил исключить из дальнейшего рассмотрения малозначащие факторы. После обработки на ПЭВМ результатов многофакторного эксперимента по исследованию влияния конструктивных параметров ячеи-

О а:

£ 1 I ВО

§ I аГ г ё с г'" н ""1

5 и: а 1 1 Б ™> £-

1,4 1,6 1,8 2

Жесткость цилиндровулругодеформируемого кольца, Н/м

сто-дискового высевающего аппарата с цилиндром на упругодеформируемом кольце на качество посева семян получили уравнение регрессии второго порядка, в раскодированном виде:

У=48,9435+0,7964Уд-50,5789 УР +1,4627 с -1 6944 У: 1,1525с2+0,0125 Уд Ур +0,5338 Уд с+0,0475 УР с

-17,0268УР -(21)

Проверку адекватности модели проводили по Р-критерию Фишера.

Для описания поверхности отклика уравнением второго порядка использовали центральное композиционное ортогональное планирование второго порядка, которое отличается простотой и удобством расчетов, а так же достаточно экономичное по числу опытов. За критерии оптимизации принята равномерность распределения семян в рядке - (у, %). После канонического преобразования и определения вида поверхности отклика, проводим ее анализ с помощью двухмерных сечений. Для этого, придавая различные значения критерию оптимизации в каноническом уравнении, строим серию кривых равного выхода (изолиний), в области допустимых значений варьирования независимых переменных. Рассмотрение двухмерных сечений дает наглядное представление о значениях критерия оптимизации, которые он принимает при варьировании уровней каждой пары факторов.

12.

1|

Окружная скорость высевающего диска ('.1) м/с

Рисунок 5 - Двухмерные сечения, характеризующие равномерность распределения семян от окружной скорости высевающего диска (Уц), жесткости цилиндров УДК (с) и скорости ролика (Ур)

Были получены оптимальные значения исследуемых факторов: окружная скорость высевающего диска составила 0,3 м/с, жесткость цилиндров упругодеформируемого кольца - 1,7 Н/м, скорость ролика 3,5 м/с.

В пятом разделе «Лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментальной сеялки. Экономическое обоснование применения экспериментальной сеялки оснащенной ячеисто-дисковыми высевающими аппаратами с упругодеформируемым кольцом» приведены результаты и анализ лабораторно-полевых исследований ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндром на УДК, а также экспериментальной сеялки оснащенной данными вы-

Окружная скорость высевающего диска (Ус) м/с

севающими аппаратами.

Лабораторно-полевые испытания проводились согласно отраслевому стандарту ОСТ 10.5.1-2000 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей» на полях ИП КФХ Минеев A.B. Калачевского района Волгоградской области в 2012 году. В качестве семенного материала использовались семена лука сорта «Халцедон» с нормой высева 3 юг/га.

На базе посевных секций свекловичной сеялки ССТ-12В изготовлена экспериментальная сеялка с разработанными высевающими аппаратами (рис. 7). Сеялка имеет сварную раму 6, состоящую из переднего и заднего брусьев. На переднем брусе шарнирно закреплены три высевающих секции 12 на расстоянии 30 см друг от друга, на заднем брусе закреплены еще две секции 8. Секции переднего и заднего рядов расположены относительно друг друга в шахматном порядке. Передача вращения на высевающие аппараты осуществляется от опорно-приводных колес 4, размещенных на заднем брусе сеялки. Высевающие диски переднего ряда секций приводятся во вращение цепной передачей от правого редуктора 7, а высевающие диски заднего ряда секций - цепной передачей от левого редуктора 11. Норма высева регулируется изменением передаточного числа цепных редукторов 7 и 11. Для обеспечения прямолинейности движения посевного агрегата и выдерживания одинаковых размеров стыковых междурядий сеялка оснащена двум маркерами 1.

Для посева был выбран ровный однородный участок (рис. б), на котором в 3-х местах в дни проведения опытов на глубине 0-5, 5-10 и 10-15 см определялись влажность почвы и ее твердость общепринятыми способами по ГОСТ 28268-89 и ГОСТ 28168-89.

Рисунок 6-Общий вид сеялки с экспериментальными высевающгши аппаратами

Для сравнения, на экспериментальном участке проводили посев сеялкой СО -4,2, тем лее семенным материалом. Перед испытаниями были проведены расчеты тягового сопротивления экспериментальной сеялки. Так как разработанный высевающий аппарат установлен на базе серийной посевной секции ССТ-12В, а изменение его массы после усовершенствования были незначительными и ими можно пренебречь, то за основу примем тяговое сопротивление одной серийной секции 516Н. Тогда при укомплектовании экспериментальной сеялки дополнительными секциями до ширины захвата, равной базовой сеялки СО-4,2(15 секций), тяговое сопротивление экспериментальной сеялки составит 7750Н. Данные расчеты пока-

зывают, что экспериментальная сеялка может применяться с тракторами тягового класса не менее 9 кИ.

Рисунок 7. - Схема сеялки для высева семян лука: 1 - маркер; 2-навесное устройство; 3 -механизм парстлелограмный; 4 - колесо опорно-приводное; 5 - колесо опорное; б -рама; 7 и 11 -редукторы; 8 - секция, заднего ряда; 9 - прикатывающее колесо; 10 - шлейф; 12 - секция переднего ряда

Результаты производственных исследований показали что, экспериментальная сеялка, устойчиво выполняет технологический процесс посева семян лука в диапазоне скоростей до 1,7 м/с. Отклонение от фактической нормы высева у сеялки СО-4,2 составило 13%, а у экспериментальной не более 2,9%, что соответствует агротехническим требованиям к посевным машинам. Равномерность распределения семян в рядке у серийно выпускаемой сеялки СО-4,2 составляет 45%, а у экспериментальной - 84%. Применение экспериментальной сеялки с разработанными высевающими аппаратами для посева семян лука позволяет получить прибавку урожая лука репки на 21% в сравнении с базовой.

Для расчета экономической эффективности в сравнении с базовой СО-4.2, экспериментальную сеялку мы доукомплектовали дополнительными секциями до ширины захвата, равной ширине захвата базовой сеялки. После проведения расчетов были сделаны выводы, за счет повышения урожайности годовой экономический эффект составил 479297рублей (в ценах сентября 2012 года) на одну сеялку, при сроке окупаемости дополнительных вложений 1,22 года.

1. На основании анализа литературных и патентных источников конструкций высевающих устройств сеялок установлено, что в общей массе применяющиеся высевающие аппараты не позволяют получить необходимую равномерность распределения семян вдоль рядка в соответствии с агротехническими требованиями для посева семян лука. Перспективным направлением совершенствования высевающих аппаратов является разработка дисковых высевающих аппаратов с подвижным прижимным элементом. Поэтому предложенная тема считается актуальной, а предложенная конструкция ячеи£то-дискового высевающего аппарата с УДК является перспективной. В результате обработки данных по исследованию физико-

Общие выводы

механических свойств семян лука сорта "Халцедон" установлено, что основные размеры семян изменяются в следующих пределах: длина - 2,97...3,05 мм; ширина -2,19...2,29 мм; толщина - 1,97...2,07 мм, что позволяет отнести их к средней группе крупности (средний эквивалентный размер ls = 2,41 мм). Абсолютная и объемная массы семян составили соответственно 3,883±0,197 г и 514,7±2,2 г/л. В соответствии с существующей классификацией семена лука изучаемого сорта относятся к группе сыпучих (с коэффициентом внутреннего трения Квн=0,45...0,70). Коэффициент восстановления семян лука сорта "Халцедон", составляет 0,45. Деформация семени лука сорта "Халцедон" происходит при нагрузке на него 15..20 Н, что дает возможность оптимально подобрать пружину для прижимного ролика-отражателя.

2. В результате теоретических исследований были обоснованы конструктивные и режимные параметры работы ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на УДК. Получены математические зависимости по исследованию процесса движения семени по перемычке между ячейками, процесса движения семени лука при входе его в ячейку диска высевающего аппарата и исследование процесса движения семени при выталкивании его из ячейки. Определены уравнения движения семени, скорость движения семени по перемычке и при вталкивают его, а так же значение силы, с которой выталкивается семя.

3. Лабораторные исследования позволили определить оптимальную конструкцию ячеисто-дискового высевающего аппарата с УДК, обеспечивающую максимально возможную равномерность распределения семян лука.в рядке. Выбран оптимальный тип цилиндра УДК. На основе анализа уравнения регрессии второго порядка, получаемого при реализации трехфакгорного эксперимента, определены интервалы оптимальных значений конструктивных и режимных параметров ячеисто-дискового высевающего аппарата с УДК: окружная скорость высевающего диска 0,3 м/с, жесткость цилиндра УДК 1,7 Н/м, скорость ролика 3,5 м/с, при этом равномерность распределения семян лука в рядке составит 84 %.

4. В полевых условиях были подтверждены результаты лабораторных исследований и определены основные качественные показатели работы сеялки с экспериментальными ячеисто-дисковыми высевающими аппаратами с УДК. Оптимальные значения равномерности распределения семян в рядке получены при скорости высевающего диска 0,3 м/с, скорости движения агрегата 1,7 м/с, жесткости материала полых цилиндров УДК 1,7 Н/м. Использование данной сеялки рекомендовано с тракторными агрегатами тягового класса не ниже 9 кН. Применение экспериментальной сеялки с разработанными высевающими аппаратами обеспечивает прибавку урожайности лука сорта «Халцедон» на 21%. Эффективность использования экспериментальной сеялки с ячеисто-дисковыми высевающими аппаратами с УДК подтверждается получением годового экономического эффекта 479297 рублей, и сроком окупаемости дополнительных вложений 1,22 года.

Основные положения опубликованы в следующих работах:

Публикспрш в гаданиях, рекомендованных ВАК

1. Ларюшин, Н.П. Теоретические исследования технологического процесса работы ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодефор-мируемом кольце/ Ларюшин Н.П., Кувайцев В.Н., Загудаев С.Д., Шуков A.B., Шу-маев В .В., Поликанов A.B. // Нива Поволжья. - 2013. - № 3(28).-С. 89-95.

2. Ларюшин, Н.П. Результаты лабораторных исследований высевающего аппарата / Ларюшин Н.П., Кувайцев В.Н., Загудаев С.Д., Шуков A.B., Шумаев В.В., Полика-нов A.B. // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10.-С. 140-144.

3. Ларюшин, Н.П. Полевые исследования технологического процесса работы ячеисто-дискового высевающего аппарата с цилиндрами на упругодеформируемом кольце / Ларюшин Н.П., Кувайцев В.Н., Загудаев С.Д., Шуков A.B., Шумаев В.В., По-ликанов A.B.// Современные проблемы науки и образования. - 2013. - N° 4(http://wwvv.science-education.ru/l 10-9771).

Публикации в материалах конференций

4. Загудаев, С.Д. Лабораторные исследования высевающего устройства для посева семян лука / С.Д. Загудаев // Вклад молодых учёных в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. -Пенза: РИО ПГСХА, 2012.'- С. 178-180.

5. Ларюшин, A.M. Исследование физико-механических свойств семян лука сорта "Халцедон" / A.M. Ларюшин, С.Д. Загудаев // Вклад молодых учёных в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. Том П. - Пенза: РИО ПГСХА, 2011. - С. 110-112.

6. Загудаев, С.Д. Анализ высевающих аппаратов, производящих высев мелко-семянных культур / С.Д. Загудаев, М.И. Кияев / Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России: Сборник материалов Всероссийской научно - практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводимой по программе Всероссийского фестиваля науки, посвященной 60-летию ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА». -Пенза: РИО ПГСХА, 2011. - С. 283-285.

7. Загудаев, С.Д. Обоснование конструкции высевающего аппарата для посева семян лука / С.Д. Загудаев // Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Том III. - Пенза: РИО ПГСХА 2012 -С. 114-116.

8. Загудаев, С.Д. Актуальность посева семян лука/ С.Д. Загудаев // Новые технологии и технические средства в АПК: Сборник материалов Международной конференции, посвященной 105-летию со дня рождения профессора Красникова Владимира Васильевича. - Саратов: ФГБОУ СГАУ, 2013. - С. 73-77.

9. Загудаев, С.Д. Производственные испытания опытного образца сеялки/С.Д Загудаев// Новые технологии и техника нового поколения для растениеводства и животноводства: Сборник материалов XVII международной научно-практической конференции. - Тамбов: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов российской академии сельскохозяйственных наук», 2013. - С. 83-87.

Подписано в печать 11.2013 г. Формат 60x80/16. Объём 1,0 усл. пл. Тираж 100. Заказ № 56 Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии Свидетельство №5551 440000, г. Пенза, ул. Московская 74

ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная

академия»

04^.01451560 fja Правахрукописи

Загудаев Сергей Дмитриевич

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОСЕВА СЕМЯН ЛУКА РАЗРАБОТКОЙ И ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА СЕЯЛКИ

Специальность: 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского

хозяйства

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ларюшин Н.П.

Пенза-2013

Содержание

Введение....................................................................................................................4

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ................7

1.1 Классификация способов и схем посева семян овощных культур и их характеристики.........................................................................................................7

1.2 Обзор конструктивных схем сеялок для посева семян овощных

культур .................................................................................................................. 16

1.3 Обзор конструкций высевающих устройств для посева семян овощных культур...................................................................................................................30

1.4 Выводы по первому разделу..........................................................................43

1.5 Цель и задачи исследований..........................................................................43

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕМЯН ЛУКА СОРТА «ХАЛЦЕДОН»........................................................................................44

2.1 Характеристика изучаемого сорта ...............................................................45

2.2 Методика проведения исследования и результаты математической обработки...............................................................................................................45

2.2.1 Форма и размеры семян...............................................................................46

2.2.2 Абсолютная и объемная массы семян ......................................................47

2.2.3 Фрикционные свойства семян ...................................................................49

2.2.4 Упругость семян...........................................................................................54

2.2.5. Деформация и разрушение семян..............................................................57

2.3 Выводы по второму разделу..........................................................................58

3.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ ЯЧЕИСТО-ДИСКОВОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА С ПОЛЫМИ ЦИЛИНДРАМИ НА УПРУГО-ДЕФОРМИРУЕМОМ КОЛЬЦЕ .........................................................................59

3.1 Обоснование конструктивной схемы высевающего аппарата ................. 59

3.2 Исследование движения семени лука при движении по перемычке........64

3.3 Исследование движения семени лука при входе его в ячейку

диска высевающего аппарата..............................................................................69

?

3.4 Исследование движения семени при выталкивании его из ячейки ..........74

4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА......................................77

4.1 Программа исследований .............................................................................77

4.2 Выбор оптимального типа цилиндров УДК.................................................77

4.3 Методика проведения лабораторных исследований по определению равномерности распределения семян лука в рядке ......................................... 84

4.4 Выводы по четвертому разделу................................................................... 102

5 ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЯЛКИ. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СЕЯЛКИ ОСНАЩЕННОЙ ЯЧЕИСТО-ДИСКОВЫМИ ВЫСЕВАЮЩИМИ АППАРАТАМИ С УПРУГО-ДЕФОРМИРУЕМЫМ КОЛЬЦОМ................................................................... 103

5.1 Цель и задачи лабораторно-полевых исследований................................. ¡03

5.2 Условия и методика проведения опытов................................................... 103

5.3. Результаты лабораторно-полевых исследований .................................... 109

5.4 Производственные испытания опытного образца сеялки ....................... 114

5.5Экономическое обоснование применения экспериментальной сеялки ..116

Выводы по пятому разделу................................................................................ 121

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ............................................................................................. 121

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................................................ 124

ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................................................................. 134

л

J

Введение

В огромном многообразии овощей, сорта и виды которых производятся в нашей стране, одно из лидирующих мест занимает лук. Лук является ценным продуктом питания, обладающим, Вместе с достаточно высокими лечебными качествами и питательными свойствами, лук так же представляет собой несомненно ценный продукт питания, который включает в себя большое количество эфирных масел и около 30 видов минеральных веществ. Лук-репку в настоящее время можно возделывать из семян и севка. Второй способ наиболее хорошо распространен и освоен в Нечерноземной зоне России, а так же в ее средней полосе. За границей он применяется в северной части европейских стран. В данных местах такой способ возделывания обеспечивает 80% всего урожая лука, но в последнее время выращивание лука-репки из семян находит наибольшее распространение. Проблемой при посеве семян лука на лук-репку является сложность равномерного распределения семян вдоль рядка в соответствии с агротехническими требованиями.

В настоящее время для посева семян лука применяются следующие способы: однострочный, двухстрочный, многострочный, ленточный, широкорядный. При таком посеве используются сеялки для мелкосемянных культур. Наибольшее распространение в этом направлении получили сеялки типа СО-4,2 [42, 43].

Но катушечные высевающие аппараты, которые до сих пор используются в них, не могут обеспечить достаточно высокую равномерность расположения семян в рядке. Основной причиной данной проблемы служит большая порционность высева семян катушкой, в результате чего посевы получаются с большими загущениями или, наоборот, разрежениями в рядке, что несомненно предполагает уменьшение урожайности.

Основным рабочим органом в сеялках служит высевающий аппарат. Он осуществляет огромное влияние на правильность формирования потока

семян с нужными заданными параметрами. Качество работы высевающего устройства определяет равномерность распределения семян в рядке по засеваемой площади поля, а так же в итоге влияет на урожайность с/х культур. Для получения высоких и устойчивых урожаев Высевающие аппараты, используемые при посеве овощных культур обязаны выполнять следующие требования: обеспечивать равномерность и устойчивость высева, не травмировать семенной материал, простота настройки на норму высева, универсальность и т.д.

Из анализа проведенных исследований можно сделать вывод, что в общей массе применяемые в производстве высевающие аппараты не могут обеспечить нужную равномерность распределения семян в рядке в соответствии с агротехническими требованиями для посева семян лука на лук-репку (например для сорта "Халцедон" расстояние между семянами должно составлять 5..7 см). Основной причиной в данном моменте является высокая порционность высева семян, в результате чего посевы лука получаются неравномерными - со сгущением и разряжением растений, что естественно приводит к значительному уменьшению его урожайности.

В связи с этим в настоящее время актуальным вопросом считается создание высевающего устройства, которое бы учитывало в себе все достоинства созданных к настоящему времени высевающих аппаратов и в то же время отличающееся от них выполнением одного из главного агротехнического требования, а именно максимальной равномерностью высева, что и является главным агротехническим требованием и неприменным условием при посеве семян лука и выращивании из него непосредственно лука-репки.

Основываясь на результатах проведенных исследований на защиту выносится новая конструктивно-технологическая схема ячеисто-дискового высевающего аппарата с упруго-деформируемым кольцом, новизна которого подтверждена заявкой на патент РФ №2013144082, и другие представленные научные положения:

• основные результаты теоретических исследований процесса высева семян с обоснованием основных конструктивно-технологических параметров высевающего аппарата;

• основные результаты лабораторных исследований по изучению влияния основных конструктивно-технологических параметров высевающего аппарата на процесс равномерности высева семян;

• основные результаты лабораторно-полевых и производственных исследований экспериментальной сеялки при посеве семян лука сорта "Халцедон"

б

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Классификация способов и схем посева семян овощных культур и их характеристики

Главной целью высева сельскохозяйственных культур является обеспечение оптимальной густоты стояния растений и равномерность распределения их по всей площади засеваемого участка поля, то есть обеспечение условий, за счет которых между растениями одинаково будут распределены 4 главных и естественно взаимно незаменимых фактора по обеспечению жизнедеятельности: вода, свет, тепло, элементы пищи [4,6].

В решении данной задачи непосредственную роль играет используемый способ посева. Роль способа посева так же заключается в том, что он определяет как тип сеялок, так их и конструктивные и режимные особенности, а так же степень применения общего комплекса машин на всех видах работ, обосновывая тем самым технические и экономические параметры всего технологического процесса посева в целом [4].

При выращивании лука исключительно важен выбор правильного способа посева, потому что урожайность лука и его качество, при других одинаковых условиях возделывания, зависит не только от объема площади питания посевов, но и зависит непосредственно от ее конфигурации. [3].

В современном сельскохозяйственном производстве при возделывании овощных культур существуют следующие основные способы посева: гнездовой, пунктирный односемянный, ленточный многострочный широкорядный, обычный рядовой, полосовой и другие [3,4].

В литературных и других информационных источниках зачастую один и тот же способ пишется под различными наименованиями или разным способам посева присваивается одно и тоже название, что естественно ухудшает и затрудняет их анализ. Мы же в свою очередь предлагаем классифицировать способы посева по принципу их размещения на площади. На основании этого можно определить 3 основных способа посева (рис. 1.1): рядовой, полосовой и сплошной.

Рисл нок 11 — Классификация основных способов посева семян при воздетывании овощных культур

Расположение семян параллельными рядами, размещенными на разных расстояниях друг от друга, легло в основу рядового способа посева. В зависимости от количества сближаемых строк, рядовой способ подразделяется на 3 основные подгруппы: многострочный, ленточный (сближение двух рядов) и однострочный.

Видами рядового однострочного способа посева являются пунктирный, гнездовой и широкорядный способы.

На начальных этапах развития отечественного машиностроения из за отсутствия специализированных овощных сеялок посев овощных и мелкосеменных культур производился при помощи переоборудованных зерновых сеялок, чем и обуславливается широкое внедрение рядового способа посева. Применение обычного рядового способа, по словам доктора технических наук, профессора В.П. Чичкина описано отсутствием конкретно обоснованных агротехнических требований к способам посева и к сельскохозяйственным агрегатам, главным образом используемым для их осуществления, а так же отсутствием совершенных конструкций мелкосеменных и овощных сеялок для различных способов расположения семян при посеве [4].

Рядовой способ посева включает в себя ряд основных недостатков,

самый существенный из которых - это достаточно неэффективное

использование плодородия почвы. Непосредственно в зависимости от

высеваемой сельскохозяйственной культуры и ее нормы высева, изменяется

расстояние между соседними растениями, причем форма площади питания

их геометрически представляет собой прямоугольник, соотношение сторон

которого изменяется от 1:6 до 1:10 и более. Такая форма площади питания

приводит к появлению подгона, выпадам растений из за сильного загущения

в рядках и снижению продуктивности и урожайности [7]. Из-за

несовершенства конструкций высевающих аппаратов сеялок и низкой

полевой всхожести, при рядовом посеве, семена сеют значительно в

большем количестве, чем это необходимо. В связи с этим получается пересев

9

и для получения нормального развития растений необходимы дополнительные операции, такие как например прореживание всходов, что непременно приводит к существенному увеличению трудоемкости, на 150200 чел.-ч/га [4]. В определенной мере помогает решить поставленные условия и задачи один из видов рядового способа посева - ленточный посев.

Ленточная схема посева обуславливается сближением двух рядов и чередованием суженных и расширенных междурядий. Выделение ленточного способа в самостоятельный охарактеризовано тем, что он приобрел большее распространение при высеве семян овощных культур, таких как лук, морковь, капуста, томаты, чеснок и др. [4]. По получаемым данным в Нечерноземной зоне России, наиболее хорошо себя зарекомендовавшей схемой для возделывания лука, обеспечивающей наибольший уровень механизации и выход готовой продукции - является ленточная схема посева 20+50, где расстояние между строчками , или ширина полосы составляет 20 см, а расстояние между самими лентами соответственно 50 см. [3]. Сближение двух рядков позволяет сохранить нужное количество растений на взятой площади, а широкие междурядия позволяют механизировать процесс при помощи техники на протяжении почти всего срока созревания. Используя эту схему в настоящее время сельскохозяйственные предприятия возделывают лук, морковь, чеснок, томаты, огурцы и другие культуры.

Еще более наилучшие результаты демонстрируют многострочные

способы (схемы) посева. При многострочной схеме число сближаемых

строчек уже составляет пять, шесть, десять и двенадцать, а ширина ленты

составляет 80-90 см. Примером служат испытания, проведенные в 1989 году

на полях колхоза "Гвардеец" Чувашской республики, где были получены

результаты полевых испытаний шести строчного посева семян лука, которые

показали урожайность на 28 ц/га больше по сравнению с ленточным

способом по схеме 20+50 [3]. Похожие результаты при проведении

аналогичных испытаний были получены на полях учхоза Пензенской

государственной сельскохозяйственной академии в с. Рамзай и совхоза

10

"Юлюзанский" Пензенской области в 1990 году, где прибавка урожайности составила 41 и 49%. Было доказано, что шести строчная схема посева лука соответствует его биологическим требованиям. Так же такая схема обеспечивает равномерное распределение по площади десяти млн. растений на гектаре, обеспечивая достаточно оптимальный вид площади питания, как по размеру, так и по ее конфигурации [3,8]. Про эффективность восьми и двенадцати строчных схем посева семян лука говорят многолетние испытания, проводимые в Молдавии, результаты которых были отражены урожайностью товарных луковиц, которая в зависимости от сорта составила 350-450 ц/га [9].

Наиболее широкими междурядьями отличается такой способ посева, как широкорядный (45- 90 см). Здесь величина междурядий выбирается с учетом биологических особенностей каждой овощной культуры и возможностью ее механизированной обработки при возделывании.

При пунктирном способе основным отличием является требование равномерного распределения семян с заданным шагом пунктира. Шаг пунктира зависит от агротехнических требований при посеве той или иной культуры и нормы высева, где ширина междурядий находится в пределах 45...90 см. Мнения разных авторов о эффективности данного способа посева для возделывания овощных культур далеко не однозначны, некоторые из них описывают преимущества данного способа [10], а другие делают вывод, что по равномерности распределения семян, пунктирный способ посева семян лука, чеснока, моркови, редиса и др., практически ни чем значимо не отличается от рядового способа посева [4,34,32].

При гнездовом способе семена культур распределяются не сплошь, а

сразу по несколько штук, то есть гнездами. Такие гнезда размещаются в

рядках при неравных расстояниях одного от другого. Из за этого растения

при таком способе обрабатываются только вдоль рядков. Этот

существенный недостаток помогает решить квадратно-гнездовой посев,

который предлагает расположение семян на пересечении взаимно

] 1

перпендикулярных линий. Применение такого способа посева дает возможность производить наряду с продольной так же и поперечную культивацию междурядий, что увеличивает уровень уничтожения сорняков [7,32].

В нашей стране гнездовой и квадратно-гнездовой способы посева не получили достаточном объеме применения и распространения. Причиной служит то, что до сих пор не существует серийно-выпускаемой сеялки для квадратно-гнездового способа высева. Анализ и обработка полученных данных исследований, проведенных профессором В.П. Чичкиным показывают то , ч�