автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение качества посева семян мальвы селекционной сеялкой с обоснованием параметров дисково-ленточного высевающего аппарата

На правах рукописи

Зелева Наталья Викторовна

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОСЕВА СЕМЯН МАЛЬВЫ СЕЛЕКЦИОННОЙ СЕЯЛКОЙ С ОБОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВО-ЛЕНТОЧНОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО

АППАРАТА

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 7 МАЙ 2012

Пенза-2012

005042929

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

Научный руководитель кандидат технических наук, профессор

Петров Александр Михайлович

Официальные оппоненты:

Ларюшин Николай Петрович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия», профессор кафедры «Механизация технологических процессов в АПК»

Ишкин Павел Александрович,

кандидат технических наук, ФГБУ «Поволжская МИС», заведующий лабораторией «Информационно-вычислительного обеспечения»

Ведущая организация

ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА»

Защита состоится 31 мая 2012 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02 на базе ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Автореферат разослан 26 апреля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Кухарев О.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение производства кормов и улучшение их качества остается одной из важнейших проблем АПК РФ. В зоне Среднего Поволжья важнейшую роль в укреплении кормовой базы животноводства играет правильный выбор высокоурожайных и высокобелковых культур.

Производственные испытания, выполненные в различных регионах РФ, показали, что дополняющей традиционной кормовой культурой может стать мальва, которая рационально адаптируется к агроклиматическим условиям зоны, обладает устойчивым семеноводством. В ней хорошо сочетаются высокая продуктивность с отличными кормовыми достоинствами.

Для получения хорошего урожая на участках сортоиспытания и предварительного размножения главную роль играет качественный посев с равномерным распределением семян в рядке. Однако используемые селекционные сеялки, как правило, оснащены катушечными высевающими аппаратами, которые не позволяют получить высокую равномерность распределения семян катушкой, при этом посевы получаются неравномерными - со сгущением или разрежением растений в рядке. Это, в конечном итоге, приводит к снижению урожайности мальвы.

Поэтому исследования, направленные на совершенствование процесса дозирования семян высевающими аппаратами селекционных сеялок, имеют важное научное и практическое значение для АПК.

Работа выполнялась в ФГБОУ ВПО «Самарская ГСХА» по тематическому плану Межведомственной координационной программы Фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации согласно научно-исследовательской теме: «Механико-технологические основы совершенствования высевающих систем посевных машин» (№ ГР 01.2007 02546) и по плану НИОКР в рамках задания 02.01.03 «Разработать комплекс приоритетной почвообрабатывающей и посевной техники высокого технического уровня с оптимальным набором сменных рабочих органов, адаптированных к различным почвенным условиям», направленной на решение проблемы «Научные основы формирования эффективной системы АПК».

Цель исследований. Повышение качества посева мальвы пневматической селекционной сеялкой совершенствованием процесса дозирования семян дисково-ленточным высевающим аппаратом.

Объект исследования. Технологический процесс дозирования семян мальвы дисково-ленточным высевающим аппаратом пневматической селекционной сеялки.

Предмет исследований. Показатели качества посева семян мальвы высевающим аппаратом пневматической селекционной сеялки.

Методика исследований. Общая методика исследований предусматривала разработку теоретических предпосылок, их экспериментальную проверку в лабораторных и производственных условиях, а также экономическую оценку результатов исследований.

Теоретические исследования высевающего аппарата выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях на основе общепринятых и частных методик, а также с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием программ Statistica 6.0, Mathcad 11.0а, Microsoft Office Excel 2003.

Научную новизну составляют:

- конструктивно-технологическая схема дисково-ленточного высевающего аппарата селекционной сеялки;

- теоретические зависимости по определению основных параметров высевающего аппарата и его подачи; функциональные зависимости подачи, коэффициента уплотнения и неравномерности высева от частоты вращения диска, площади поперечного сечения канавки и величины открытия заслонки;

- оптимальные значения конструктивных (площади поперечного сечения канавки и величина открытия заслонки) и технологических (частота вращения высевающего диска, равномерность дозирования семян) параметров дисково-ленточного высевающего аппарата, обеспечивающие равномерное дозирование семян мальвы.

Научная новизна технического решения подтверждена патентом РФ на изобретение № 2412578 «Высевающий аппарат».

Практическая значимость. Результаты научных исследований послужили основой для разработки пневматической селекционной сеялки, оснащенной дисково-ленточным высевающим аппаратом. Применение экспериментальной сеялки на посеве делянок сортоиспытания и предварительного размножения, за счёт повышения равномерности высева семян мальвы, позволило повысить урожайность мальвы в среднем на 10-11% по сравнению с посевами контрольной сеялкой ССНП-16.

Реализация результатов исследований. Экспериментальная сеялка, оснащена дисково-ленточным высевающим аппаратом, испытана в полевых условиях и внедрена в Поволжском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова.

Апробация. Результаты исследований доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА (2009-2012 гг.) и ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА (2009 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научных работах, в т.ч. 3 в изданиях, указанном в «Перечне ... ВАК». Получен патент на изобретение РФ. Общий объём опубликованных работ составляет 2,4 п.л., из которых 1,2 п.л. принадлежит автору.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературных источников

и приложения. Содержание работы составляет 149 е., 15 табл., 61 ил., приложения на 13 е., список литературы включает 104 наименования.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Технологическая схема высева и конструкция дисково-ленточного высевающего аппарата селекционной сеялки;

2. Теоретические исследования процесса дозирования семенного материала с обоснованием основных конструктивных и технологических параметров дисково-ленточного высевающего аппарата селекционной сеялки;

3. Экспериментальные зависимости подачи и неравномерности дозирования от частоты вращения высевающего диска, площади трапециевидной канавки и величины открытия заслонки;

4. Оптимальные значения конструктивных и технологических параметров (величины открытия заслонки, площади трапециевидной канавки, частоты вращения высевающего диска) дисково-ленточного высевающего аппарата, обеспечивающие наименьшую неравномерность высева семян.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы, основные научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследований» проведена оценка морфологических и биологических свойств, а также агротехнических особенностей возделывания мальвы, выполнен анализ основных конструкций высевающих устройств существующих селекционных сеялок, используемых в настоящее время при посеве делянок сортоиспытания и предварительного размножения. Выявлено, что для высева мелкосеменных культур наиболее перспективным направлением является разработка дисково-ленточных высевающих аппаратов, которые позволяют сформировать сплошной уплотненный исходный поток семян, а это, в свою очередь, создает предпосылки для повышения качества распределения семян в рядке.

Большой вклад в исследования дозаторов и высевающих аппаратов сеялок внесли: Н. П. Ларюшин, С. А. Ма, В. А. Богомягких, Г. М. Бузенков, Ю. Д. Видинеев, С. А. Ивженко, С. В. Кардашевский, В. Д. Карпенко, Н. И. Кленин, Н. П. Крючин, К. 3. Кухмазов, Л. М. Куцын, А. М. Петров, А. Н. Семенов и др. ученые.

Исходя из результатов проведенного анализа, и в соответствии с целью исследований, в работе поставлены следующие задачи исследований:

1. Разработать и обосновать перспективную конструктивно-технологическую схему дисково-ленточного высевающего аппарата пневматической селекционной сеялки для высева мелкосеменных культур, предварительно уточнив физико-механические свойства семян мальвы;

2. Теоретически выявить закономерности влияния конструктивных и технологических параметров дисково-ленточного высевающего аппарата пневматической селекционной сеялки на подачу семян мальвы;

3. Изготовить опытный образец дисково-ленточного высевающего аппарата и экспериментально обосновать оптимальные значения конструктивных и технологических параметров;

4. Провести полевые исследования экспериментальной сеялки, оснащенной дисково-ленточным высевающим аппаратом и определить экономическую эффективность использования дисково-ленточного высевающего аппарата.

Во втором разделе «Теоретические исследования технологического процесса дозирования семян дисково-ленточным высевающим аппаратом»

даётся обоснование и описание конструктивно-технологической схемы запатентованного высевающего аппарата для мелкосеменного материала (рисунок 1), выполнен теоретический анализ его технологического процесса.

Высевающий аппарат состоит из: бункера 5, высевающего диска 2, эластичной прижимной ленты 8, подающего 4 и натяжного 7 роликов, ведущего ролика 6 и заслонки 12.

Технологический процесс работы дисково-ленточного высевающего аппарата происходит следующим образом. При вращении высевающего диска 2 семена поступают из бункера 5 и увлекаются подающим роликом 4, фор-6-ведущийролик; 7-натяжной мируют с запасом На уплотнение ролик; 8 - эластичная лента; „ „

9 -паз; 10-кольцевой канал начальный поток семян, который

диска; 11 -приемная камера; регулируется заслонкой 12, затем 12 - заслонка; 13 - наклонный поток семян начинает уплотняться козырёк при взаимодействии с участком

эластичной ленты 8 и, таким образом, поступает в закрытую этой лентой проточку 10 в виде равномерно распределенных вдоль нее семян, образующих равномерный поток, перемещаемый к ведущему ролику 6 на высев.

Исходя из анализа взаимодействия семян с рабочими органами высевающего аппарата, весь технологический процесс дозирования можно разделить на следующие этапы:

- формирование подающим роликом 4 рыхлого потока семян стабилизируемого заслонкой 12 в приемной камере 11 бункера 5 (()г);

- равномерное распределение и уплотнение рыхлого потока семян эластичной лентой 8 в кольцевом канале 10 высевающего диска 2

_ . 5

4

о

Рисунок 1 - Конструктивно технологическая схема дисково-ленточного высевающего аппарата: 1 — пластина; 2 - высевающий диск; 3 - приводной вал; 4 - подающий ролик; 5 - бункер;

- транспортировка семян, расположенных в кольцевом канале диска и уплотнённых лентой.

Учитывая, что формирование потока осуществляется в три этапа, то для обеспечения неразрывности потока семян на первом этапе должно выполняться условие

(1)

из неравенства (1) видно, что общая производительность высевающего аппарата будет определяться величиной имеющей минимальное

значение.

Известно, что объёмная подача семенного материала определяется зависимостью

QI = ЯЛ»

(2)

где .9

'ср ' средняя скорость потока семенного материала, м/с; - площадь

поперечного сечения потока семенного материала (м2), определяемая по формуле

^п=Ь0А, (3)

= Ьр ~~ ширина питающего окна, равная ширине подающего ролика и

транспортирующей ленты, м; Д - величина открытия заслонки, м.

На основании исследований Р. Л. Зенкова, средняя скорость Зотв потока семенного материала через питающее окно бункера можно представить зависимостью:

, (4)

где % - ускорение свободного падения = 9.8 м/с2); Ь6 - высота слоя

Рисунок 2 - Эпюра скоростей подачи семенного материала через питающее окно

семенного материала в бункере, м; X - эмпирический коэффициент истече ния сыпучего материала, равный

л =

1

2 + 4 • /в2 - 2д//е2 + /д

(5)

Гв - коэффициент внутреннего трения семенного материала. Скорость ленты определится выражением:

(6)

где мр - окружная скорость вращения подающего ролика, 1/с; гр - радиус кривизны рабочей поверхности транспортирующей ленты, огибающей подающий ролик, м.

Средняя скорость Я потока семян через питающее окно бункера

дисково-ленточного высевающего аппарата с достаточной точностью определяется зависимостью

Таким образом, средняя скорость иср потока семян на первом этапе, с учетом зависимостей (4) и (6), определится следующим выражением

з = _8-Ьб | ар'гр (8)

Ср

+ /в —л]/е + /в 2

При этом конструктивные и технологические параметры питающего окна приемной камеры бункера дисково-ленточного высевающего аппарата должны обеспечить выполнение условия (1), поэтому с учетом (2) и (3) можно записать:

<2и £ , м3/с.

Тогда минимальная величина Дтш открытия питающего окна, с учетом зависимостью (7), определится следующим образом

А __Яа_,М. (9)

шт / _

8'К

Формула (9) позволяет определить минимально необходимую величину открытия питающего окна в зависимости от конструктивных и технологических параметров подающего ролика (сор, Ь0, гр) и свойств семенного материала (/в).

На втором этапе происходит равномерное распределение и уплотнение рыхлого потока семян эластичной лентой в кольцевом канале высевающего диска с формированием уплотненного потока семян подачей <3ц.

Подача семенного материала дисково-ленточным высевающим аппаратом будет зависеть от площади поперечного сечения слоя семян в кольцевом канале диска, его плотности и линейной скорости движения:

ви =РікожрБ,,кт/с, (10)

где к - коэффициент, учитывающий заполнение кольцевого канала высевающего диска, м/с; - площадь поперечного сечения кольцевого канала высевающего диска, м2; иокр - линейная скорость ленты, равная

(И)

где <од - угловая скорость высевающего диска, с"'; Я,, — внешний радиус высевающего диска, м.

Коэффициент уплотнения можно; выразить через изменение объёма единичной массы материала, т.е.

Рг _т/У2 _т1{у/д-Кд-52) _

К =-

(12)

р, т/У, м/^-Ла-^,) 52' где К, - объём не уплотненной единичной массы т тесеменного материала, ограниченный кольцевым каналом и сужающейся областью между уплотняющим роликом и высевающим диском, м3; У2 - объём уплотнённой единичной массы т семенного материала, ограниченный кольцевым каналом, м > Ч'д ~ условный угловой параметр дуги окружности высевающего диска, выделяющий объём смененного потока материала массой т, рад; - площадь поперечного сечения неуплотненного семенного потока материала, ограниченного кольцевым каналом и сужающейся областью между уплотняющим роликом и высевающим диском, м2; Б2 - площадь поперечного сечения уплотненного семенного потока материала ограниченного кольцевым каналом.

Учитывая, что площадь поперечного сечения уплотненного семенного потока материала ограниченна кольцевым каналом с площадью поперечного сечения Бк, то можно записать:

52=5к,М2.

(13)

м

(14)

Учитывая геометрические параметры и трапециевидную форму (гидравлически наивыгоднейшее сечение) кольцевого канала, площадь его поперечного сечения в общем случае можно представить зависимостью

Б Ь{ак+Ък)

к к 2

где ак - ширина верхней части трапециевидного кольцевого канала, м; Ък - ширина основания трапециевидного кольцевого канала, м; /;„ - глубина кольцевого канала, м.

На втором этапе (рисунок 3) происходит распределение и уплотнение рыхлого потока, за счёт возникновения граничной силы /Г при транспортировке

свободной насыпи материала, которая определяется силой трения материала о транспортирующую поверхность:

Ргр=^тр=/-М, (15)

Рисунок 3 - Схема сил

при взаимодействии транспортирующей поверхности с материалом, находящимся под воздействием уплотняющего напряжения

где N - сила нормального давления семенного материала на транспортирующую поверхность высевающего диска, Н; { - коэффициент трения между транспортирующей поверхностью высевающего диска и семенным материалом.

На основании исследований Р. Л. Зенкова, с учетом влияния уплотняющих напряжений, сила ^ нормального давления материала на транспортирующую поверхность определится следующим образом

(16)

Учитывая противодействие касательной составляющей Р~*х силы

-> -> -> 1 —> ->

N + ру упл = со5а- + СОБ Р ■ F УПЛ

р , граничная сила р

уп.1 гр

Р = F - Рх = ЛіУ-і7* .

гр тр упл J упл

Так как транспортирование материала возможно при

(17)

> 0 , то для ма-

териала, находящегося под воздействием уплотняющей силы, условие запишется следующим образом

tgp■(cosa■ ва +соър- Р</т)>ътру.

(18)

Таким образом, имеем граничное условие транспортировки материала в клиновой зоне, образованной высевающим диском (транспортирующая поверхность) и роликом (уплотняющая поверхность).

Клиновую зону можно разделить на два участка.

На первом участке клиновой зоны, в процессе сужения зазора, происходит выдавливание семенного материала. На втором участке равнодействующая сил трения превышает силу выдавливания семенного материала из клиновой зоны, что приводит к его уплотнению. Поэтому подача <2 семенного материала в клиновой зоне будет формироваться на границе первого и второго участков, т.е. в плоскости отрезка АВ (рисунок 4). Следовательно, площадь поперечного сечения неуплотненного

Рисунок 4 - Схема к определению коэффициента уплотнения семенного материала

семенного потока материала будет равна площади сечения семенного потока плоскостью АВ, тогда можно записать

=

+ АВ --

09)

cos (р2 I COS (рг

Для определения длины отрезка АВ воспользуемся теоремой косинусов для четырехугольника ОхАВ(\. Учитывая, что 0{02 = Я,, + гр, О, Л = гр,

B02=Rd-hK, Z.OxAB=7t~(/\, ZACB=K-(px-(p2, ZABQ = л-(p2, выразим АВ:

AB = hK ■ cos <p2 - Rd ■ cos (p2 - rp ■ cos tp\ ±

rJ +Г* + 2-Ra-hK + 4-R^ rf + (Re-hif ■ со[>2/д + -cos2fl 4 f, ■ rf - {Ró - A) ■ + y,) + 2 ■ r, ■ -h) cos(fl y>;)

(20)

В процессе транспортировки рабочей поверхностью диска элементарного объёма ^атериала, условно обозначенного точкой А (рисунок 5), его

положение в заданный момент времени можно определить углом \|/. При этом от положения заданной углом у будет зависеть значение угла а наклона нормали в точке А к вертикали и угла /? наклона к нормали уплотняющей силы.

Из рисунка 5 следует, что при расположении центров вращения ролика и диска на одной вертикальной прямой CD углы \|/ и а будут находиться в зависимости а=\|/, так как линия действия силы веса всегда направлена по вертикали вниз. При отклонении прямой CD от вертикали на какой-либо угол 8 зависимость примет вид

а = ц/ ± S ■ (21)

Причём, используется знак «-», если угол 5 уменьшает значение угла и соответственно знак «+», если угол 8 увеличивает значение угла i]/.

Для выявления зависимости угла р от угла у рассмотрим треугольники ААВС и AABD . Из А ABC можно записать

АВ = АС sin ц/ , (22)

Рисунок 5 — Схема к обоснованию—. зависимости угла В между уплотняющей силой и радиусом диска в точке высевающего диска

АС = -h

(23)

где - внешний радиус высевающего диска, м; Ьк - глубина кольцевого канала, транспортирующего семенной материал, м. Тогда

АВ = (Яд-Нк)ъ ту/, (24)

Из ААВИ можно записать, учитывая, что ВО = СО - ВС , причём Сй = Ко + гр , где гр - радиус уплотняющего ролика, а

ВС = {Кд-Ик)я, сов^:

= -(^-А^-со^)-/^-^). (25)

Выразим из уравнения (25) угол Р'.

(Rd ~ К )■ sin ¥

Р = ц/ + arctg

(26)

„кд + гр ~(Яд -Ик)- соя у

Таким образом, зависимость (18), с учётом (21) и (26), позволяет составить параметрическое уравнение влияния конструктивных и технологических параметров транспортирующих и уплотняющих рабочих поверхностей высевающего диска и уплотняющего ролика на уплотнение семенного материала.

Для обеспечения щадящего воздействия на семенной материал уплотняющие напряжения не должны превышать допустимых значений.

Величина допустимой линейной деформации [X] выразится

= . (27)

я-К™.I

Учитывая допустимую величину линейной деформации [Х\, допустимый радиус кривизны уплотняющего ролика, определяющие границу начала уплотнения семенного потока, коэффициент уплотнения определится следующим образом. Для этого необходимо приравнять зависимость (20) с допустимой линейной величиной (Ьк+[х]) высоты неуплотненного семенного потока:

АВ-со$ф2 =ИК (28)

На третьем этапе (рисунок 6) происходит транспортировка уплотненного семенного потока и выгрузка их из кольцевого канала. Для обеспечения беспрепятственной выгрузки уплотненного семенного материала из кольцевого канала необходимо выполнение следующего условия:

Г К <[г,] = 900 -^. (29)

Учитывая известные соотношения параметров «гидравлически наивыгоднейшего сечения» трапециевидной формы:

— = 2(^1 + (30)

Найдем

^ = 2 А ■ л/1 + ■ (31)

Площадь поперечного сечения кольцевого канала высевающего диска

- hl ■ (2 ■ ф + ctg/l - ctgyK ).

{31

Исходя из зависимости (32) найдем необходимую величину Ьк глубину кольцевого канала

к =

sr

2-д/Г

• (33)

+ с<8Гк -с№к

Основания трапециевидного сечения, с учетом зависимости (33), будут равны

,м. (34)

а, =2 S-

(1 + ctgrÎ)

+ ctgy2K -ctgyK

S

+ ctgrl

2-д/і + ctgrî-ctgyK

, м.(35)

Рисунок 6 — Геометрические параметры поперечного сечения кольцевого канала высевающего диска

Полученные зависимости (33), (34) и (35) позволяют определить наиболее рациональные геометрические параметры поперечного сечения кольцевого канала, исходя из необходимой величины площади его поперечного сечения.

В третьем разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложены программа, общая и частные методики экспериментальных исследований, с описанием оборудования, применяемого в лабораторных и полевых исследованиях, дано описание объектов исследований и экспериментальных установок.

Программа исследований предусматривала:

- изготовление экспериментального дисково-ленточного высевающего аппарата сеялки, обеспечивающего подачу равномерного исходного потока семян;

- проведение лабораторных исследований по оценке качества работы дисково-ленточного высевающего аппарата и его основных конструктивных и технологических параметров работы;

- проведение полевых исследований экспериментальной селекционной сеялки, с дисково-ленточным высевающим аппаратом при посеве мелкосеменных культур на участках сортоиспытания и предварительного размножения и определения технико-экономических показателей использования экспериментальной сеялки с дисково-ленточным высевающим аппаратом на посевах мальвы.

Обработка полученных результатов осуществлялась на ПЭВМ с использованием программ Statistica 6.0, Mathcad 11.0а, Microsoft Office Excel 2003.

Лабораторные исследования проводились для нахождения оптимальных и рациональных значений конструктивных и технологических

параметров дисково-ленточного высевающего аппарата. Опыты проводились на лабораторной установке с движущейся липкой лентой. Исследовались физико-механические свойства семян мальвы.

Методика проведения лабораторных исследований предусматривала, кроме проверки теоретических положений, также анализа теории многофакторного планирования. Осуществлялся поиск рациональных конструктивных и технологических параметров дисково-ленточного высевающего аппарата. В качестве оценочных показателей посева служили подача и неравномерность высева семян мальвы, характеризующиеся коэффициентом вариации и, в зависимости от частоты вращения высевающего диска, величины открытия заслонки, площади трапециевидной канавки и физико-механических свойств семенного материала.

Полевые исследования проводились на сеялке ССНП-16, оборудованной экспериментальным дисково-ленточным высевающим аппаратом, на посеве делянок сортоиспытания и предварительного размножения, для сравнительной оценки качественных показателей ее работы с серийной селекционной сеялкой ССНП-16, оснащенной серийным высевающим аппаратом.

При проведении полевых исследований руководствовались ГОСТР 54783-2011 «Испытания сельскохозяйственной техники. Основные положения», ГОСТ 31345-2007 «Сеялки тракторные. Методы испытаний». Подача определялась взвешивание порций семян с помощью весов ВК-1500 (погрешность измерений ±0,05 г), замер времени осуществлялся секундомером (ГОМТ5072-79В погрешность измерений ±1 с), неравномерность продольного распределения семян определялась на стенде с липкой лентой, путем подсчета и семян в односантиметровых участках (линейка металлическая длиной 100 см с погрешностью измерений ±1 мм) и определения коэффициента вариации. Повторность опытов трехкратная.

В четвертом разделе «Результаты и анализ экспериментальных исследований» представлены основные результаты лабораторных и полевых экспериментов, дан их анализ.

Результаты исследований размерно-массовых характеристик семян мальвы позволили выявить, что 95% семян имеют диаметр 1,65-1,8 мм.

В процессе исследования перемещения семенного материала по рабочим поверхностям высевающей и транспортирующей систем важное значение имеет коэффициент трения семян по этим поверхностям, а также значение угла естественного откоса. Определенный в результате экспериментальных исследований угол естественного откоса составил 32°, что позволяет отнести семена мальвы к материалам с хорошей текучестью.

Коэффициент внутреннего трения составил / = 0,416, при этом коэффициент трения по алюминию 7^= 0,34, трения по резине/ТР= 0,45, плотность/? =645 кг/м3, при влажности семян 10%.

В результате проведенных лабораторных исследований были построены графические зависимости относительной деформации от создаваемого

давления на семенной материал (рисунок 7).

Проведя анализ полученных результатов, а так же графических зависимостей относительной деформации от создаваемого давления, видно, что предельно допустимым давлением на семена мальвы является а = 1000 кПа превышение этого давления ведет к механическому повреждению семян мальвы, при этом относительная деформация составила е = 17%.

Для выявления зависимости подачи дисково-ленточного высевающего аппарата от физико-механических свойств мальвы, конструктивных и технологических параметров был реализован многофакторный эксперимент и были получены уравнения регрессии, адекватно описывающие подачу семян мальвы высевающим аппаратом.

После раскодирования факторов уравнение регрессии примет вид () = -10,231 +1,6923 п + 0,2607 5 + 0,72326 к -

(36)

- 0,0541 - 0,1346 пк - 0,0184 5А + 0,0048 пБк,

где п - частота вращения диска, мин"1; 5 - площадь поперечного сечения канавки диска, мм2; А - высота открытия заслонки, мм.

Качественным показателем работы высевающего аппарата является неустойчивость высева семян (неравномерность подачи), определяемая коэффициентом вариации.

Для выявления зависимости неустойчивости подачи дисково-ленточ-ного высевающего аппарата от физико-механических свойств мальвы, конструктивных и технологических параметров был реализован многофакторный эксперимент.

После раскодирования факторов уравнение регрессии примет вид Д£> = 75,938 -1,8841« - 2,01385 -2,8719/г + 0,000625«5 +

+ 0,00075ий + 0,001255/г + 0,0935л2 + 0,023452 + 0,0935/г2.

С целью определения комплексного влияния режимов работы и конструктивных параметров высевающего аппарата на неравномерность высева, которую оцениваем коэффициентом вариации V, был реализован многофакторный эксперимент.

После раскодирования факторов уравнение регрессии примет вид V = 475,08 - 4,4401 п - 12,9785 -18,432/г - 0,0022 -

- 0,0049п1г + 0,1561 п2 + 0Д54352 + 0,6095/г2.

—

—

/ — --

/

/

a? sa> хю «в seo too лю ea¡ t¡o шг roo ая HcD/mjeo. кПа Рисунок 7 - Схема зависимости

относительной деформации семенного материала от создаваемого давления

ДУ я 9 10 1! 15 1! И 1

I \\\ \\4\v

\\Л

\ V ххх

V ч -74!. ..........

Рисунок 8

Чпстога вращения о. миг'

- Зависимость подачи дисково-ленточного высевающего аппарата от частоты вращения диска (п) и величины открытия заслонки (Ь) при площади сечения канавки диска 51 = 42,5 мм2

Из анализа полученных графических зависимостей можно сделать вывод, что оптимальные конструктивные и технологические параметры при минимальной неравномерности высева находятся в пределах частоты вращения диска п = 14,75 мин"1, площадь

,2

сечения канавки 5 = 42,18 мм", величи на открытия заслонки И = 42,18 мм.

Рациональные интервалы изменения значений конструктивных и технологических параметров при допустимой неравномерности высева (до 35%): частота вращения п = 10-20 мин"1, площадь сечения канавки 5 = 40-45 мм2, величина открытия заслонки /г = 12-18 мм.

Для посева семян мальвы была спроектирована и изготовлена высевающая система, которая монтировалась на раме сеялки ССНП-16, агрега-тируемой с трактором Т-25 А. В качестве высевающей системы в экспериментальной пневматической сеялки использовали дисково-ленточный высевающий аппарат, изготовленный с учётом обоснованных конструктивных и технологических параметров с пневматической распределительной системой централизованного дозирования, обеспечивающей работу двенадцати сошниковых секций с междурядьем 0,125 м (рисунок 11).

Сеялку испытывали на полях Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова.

Анализ вариационных кривых распределения интервалов между высеянными семенами по длине рядка (рисунок 12) на 2-й передаче, при скорости движения агрегата 2,2 м/с, показывает, что лучшие показатели по равномерности распределения семян в рядке получены при высеве экспериментальной сеялкой.

Рисунок 9 -

Неустойчивость подачи в зависимости от площади сечения канавки (8) и частоты вращения диска (п) при высоте открытия заслонки И — ¡5 мм

Рисунок 10- Зависимость

неравномерности высева от площади сечения канавки диска (5) и величины открытия заслонки (И) при частоте вращения п = 15 мин

Рисунок 11 — Схема экспериментальной селекционной сеялки: 1 - бункер; 2 - высевающий аппарат; 3 — опорно-приводное колесо; 4 - привод;

5 — высевающий диск;

6 — приёмная воронка;

7 — эжектор; 8 — вентилятор;

9 — распределитель;

10 — пневмосемяпровод;

11- сошники; 12 — загортачи

Коэффициент вариации интервалов у= 68,5%, между семенами - 60,3%.

между растениями составил

р.% X

( к."-4 к..

с

к..

..л -<

'ч к

у-І

Г 1

1 З і 5 6 7

----ти

---Эаз&ж№аа/ыа> сенш

2 ] І I 6 штп&куь НЕХФ рхтшгц аі

---ат-ь

Рисунок 12 - Распределение интервалов между семенами и растениями в рядке

На делянках, посеянных пневматической селекционной сеялкой с дис-ково-ленточным высевающим аппаратом вследствие более равномерного распределения растений по площади питания их общее развитие оказалось лучше. Это позволило получить годовой урожай семян мальвы 1,03 т/га против 0,94 т/га, в сравнении с урожайностью на посевах серийной сеялкой ССНП-16.

В пятом разделе «Технико-экономическая эффективность использования экспериментальной селекционной сеялки, оборудованной дисково-ленточным высевающим аппаратом» приводится технико-экономический расчет, показывающий, что использование в экспериментальной пневматической сеялке разработанного дисково-ленточного высевающего аппарата для посева мелкосеменных культур за счёт повышения всхожести семян

и более равномерного их распределения по длине рядка и, соответственно, по площади поля, позволяет снизить норму высева на 10%, получить более высокий урожай семян мальвы и зеленой массы. Годовой экономический эффект - 64352 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана и обоснована конструктивно-технологическая схема дис-ково-ленточного высевающего аппарата пневматической селекционной сеялки (патент РФ №2412578). Уточнены физико-механические свойства семян мальвы сорта «Удача» при влажности семян 10%. Определено, что 95% семян имеют диаметр 1,65-1,8 мм; угол естественного откоса составляет ср = 32°; коэффициент внутреннего трения/= 0,404, (при этом коэффициент трения по алюминию/А= 0,32), плотность р = 645 кг/см3.

2. Получены теоретические зависимости по определению подачи на каждом этапе технологического процесса дозирования высевающим аппаратом и обоснованы конструктивные и технологические параметры, с учетом физико-механических свойств высеваемого материала.

3. Лабораторными исследованиями дисково-ленточного высевающего аппарата сеялки уточнены значения конструктивных и технологических параметров, при которых обеспечивается устойчивый процесс подачи семян в диапазоне частот вращения высевающего диска от 10 до 20 мин'1, величина открытия окна - от 12 до 18 мм, площадь трапециевидной канавки - от 40 до 45 мм2.

4. Полевые исследования пневматической экспериментальной сеялки, оснащенной дисково-ленточным высевающим аппаратом, показали её преимущества по сравнению с серийной сеялкой ССНП-16. При этом коэффициент вариации интервалов между семенами при посеве экспериментальной сеялки составил у = 60,3%, между растениями V = 68,5%, у базовой сеялки соответственно V = 68,5 и 72,4%. На участках, засеянных экспериментальной сеялкой, биологическая урожайность семян выше в среднем на 10-12% по сравнению с урожайностью на посевах сеялкой ССНП-16. За счёт снижения нормы высева на 10% и повышения урожайности семян на 10-12% годовой экономический эффект от использования экспериментальной пневматической селекционной сеялки оснащенной дисково-ленточным высевающим аппаратом на посеве мальвы на участках сортоиспытания и предварительного размножения составил 64251 руб.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Петров, А. М. Повышение качества посева мелкосеменных культур в селекционном производстве / А. М. Петров, Н. В. Зелева // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - Самара: РИЦ СГСХА, 2010. - №3. - С. 19-23.

2. Петров, А М. Теоретические исследования процесса дозирования семян дисково-ленточные высевающим аппаратом / А. М. Петров, Н. В. Зелева // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. -Самара: РЩ СГСХА, 2011. -№3. - С. 10-13.

3. Петров, А М. Дисково-ленточный высевающий аппарат для посева мелкосеменных культур / А. М Петров, Н. В. Зелева // Сельский механизатор.-2012.-№3.-С. 8.

Патенты на изобретение

4. Патент № 2412578 РФ Высевающий аппарат / Петров А.М., Васильев С. А Зелёва Н.В., Петров МА. -№2009140536/21 ; заявл. 02.11.2009; опубл. 27.02.2011, Бюл. №6.

Публикации в отчетах НИОКР, сборниках научных трудов и материалах конференций

5. Петров, А М Повышение качества посева мелкосеменных культур селекционной сеялкой с разработкой пневматического высевающего аппарата (на примере семян мальвы) : отчет о НИР (промежуточ.) / Самарская ГСХА ; рук. Петров А. М.; исполн.: Васильев С. А, Зелева Н. В. - Самара : РИЦ СГСХА, 2009. - 69 с. - №ГР 01.20012546, - Инв. № 02.200950307.

6. Петров, А М. Совершенствование процесса высева мелкосеменных культур селекционной сеялкой с разработкой дискового высевающего аппарата : отчёт о НИР (заключительный) / Самарская ГСХА; рук. Петров А М., исполн.. Васильев С.А., Зелева Н.В., Петров М.А, Сыркин В.А. - Самара : РИЦ СГСХА, 2010. - 57 с. -№ГР 01.20012546, -Инв. № 02.200950307.

7. Петров, А. М. Механизация процессов производства и переработки сельскохозяйственной продукции / А М. Петров, Н. В. Зелева И Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России : сб. материалов Всероссийской НПК молодых ученых ФГОУ ВПО Пензенской ГСХА. - Пенза : РИО ПГСХА, 2009. - С. 77.

8. Петров, А М. Совершенствование технологического процесса высева семян селекционной сеялкой / А. М Петров, Н. В. Зелева // Аграрная наука -сельскому хозяйству : сб. науч. тр., посвященный 90-летию Самарской государственной сельскохозяйственной академии. — Самара : РИЦ СГСХА, 2010. — №3. —С.110-115.

9. Петров, А М. Разработка дисково-ленточного высевающего аппарата селекционной сеялки / А М. Петров, Н. В. Зелева // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - Самара : РИЦ СГСХА, 2009. — №3. - С.29-32.

Ю.Петров, А М. Анализ технологического процесса дозирования семян дисково-ленточным высевающим аппаратом / А. М. Петров, Н. В. Зелева // Вклад молодых ученых в аграрную науку Самарской области . сб. науч. тр. -Самара . РИЦ СГСХА, 2011. - С. 91-94.

Подписано в печать 17.04.2012 г. Формат 60x84/16. Объём 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №68. Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии. Свидетельство №5551 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74.

61 12-5/3300

ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

На правах рукописи

Зелева Наталья Викторовна

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОСЕВА СЕМЯН МАЛЬВЫ СЕЛЕКЦИОННОЙ СЕЯЛКОЙ С ОБОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВО-ЛЕНТОЧНОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА

Специальность

05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Петров A.M.

Пенза 2012

РЕФЕРАТ

Объём диссертации составляет 149 страниц, таблиц 15, иллюстраций 61, 13 с. приложения, список литературы из 104 наименований, в том числе 2 на иностранном языке.

Ключевые слова: мальва, высевающий аппарат, диск, лента, подача, неустойчивость, равномерность высева.

Объектом исследования является процесс дозирования семян мальвы дисково-ленточным высевающим аппаратом. Предметом исследования были закономерности, условия и режимы осуществления дозирования семян высевающим аппаратом. На основе анализа процесса дозирования семян были выявлены наиболее перспективные решения, намечены пути совершенствования технологического процесса, предложена новая конструктивно-технологическая схема высевающего аппарата, позволяющая снизить неравномерность дозирования семян.

Представлены теоретические исследования влияния конструктивных параметров высевающего аппарата на его дозирование, а также определены их рациональные значения.

Приведены результаты экспериментальных исследований, уравнения регрессии, подтверждающие теоретические выводы и показывающие влияние конструктивных параметров дисково-ленточного высевающего аппарата на параметры процесса дозирования семян.

Дисково-ленточный высевающий аппарат прошёл производственную проверку на полях Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ...............................................................................................

..................3

СОДЕРЖАНИЕ..................................................................................

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА..............................................................................9

1.1 Морфологические и биологические особенности семян мальвы........9

1 1 1 Агротехнические особенности возделывания мальвы........................11

...........................15

1.1.2 Способы посева.........................................................

1 о

1.2 Анализ существующих селекционных сеялок.....................................

1.3 Анализ высевающих устройств для мелкосеменных культур...........28

42

1.4 Выводы, цель и задачи исследовании...................................................

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДОЗИРОВАНИЯ СЕМЯН ДИСКОВО-ЛЕНТОЧНЫМ

44

ВЫСЕВАЮЩИМ АППАРАТОМ.......................................................................

2 1 Обоснование конструктивно-технологической схемы высевающего

...........................44

аппарата...................................................................................

2.2 Обоснование конструктивных и технологических параметров

питающего окна приемной камеры бункера дисково-ленточного

...............50

высевающего аппарата.................................................................

2 3 Теоретические исследования процесса формирования уплотнённого

.................53

семенного потока....................................................................

2.4 Обоснование конструктивных и технологических параметров

высевающего диска дисково-ленточного высевающего аппарата..............60

2 5 Обоснование параметров уплотняющего ролика................................66

69

2 6 Обоснование параметров эластичнои ленты........................................

................................73

Выводы...................................................................................

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

74

ИССЛЕДОВАНИЙ................................................................................................

3.1 Программа и общая методика экспериментальных исследований.... 74

3.2 Методика лабораторных исследований................................................77

3.3 Описание лабораторной установки. Факторы, определяющие технологический процесс и уровни их варьирования...................................77

3.3.1 Методика определения физико-механических свойств мальвы 80

3.3.2 Методика определения механических свойств семенного материала в зависимости допустимого коэффициента уплотнения........82

3.3.3 Методика определения дозирование семян дисково-ленточным высевающим аппаратом непрерывного действия в зависимости от его конструктивных и технологических параметров......................................84

3.3.4 Исследование влияния конструктивных и технологических параметров дисково-ленточного высевающего аппарата диском на равномерность высева семян.......................................................................86

3.4 Методика полевых исследований..........................................................89

3.4.1 Устройство и технологический процесс работы экспериментальной селекционной сеялки для посева мелкосеменных культур................................................................................89

3.4.2 Оценка неустойчивости высева экспериментальной сеялки в полевых условиях..........................................................................................91

3.4.3 Методика определения равномерности распределения семян в рядке .................................................................................92

3.4.4 Методика опредеоения динамики появления всходов................94

3.4.5 Методика определения урожая с опытных посевов....................94

3.5 Методика обработки результатов..........................................................95

4 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................................................................96

4.1 Результаты лабораторных исследований..............................................96

4.1.1 Результаты исследований физико-механических свойств семян мальвы................................................................................................................96

4.1.2 Результаты исследований коэффициента уплотнения в зависимости от механических свойств мальвы.......................................98

4.1.3 Результаты экспериментальных исследований подачи дисково-ленточным высевающим аппаратом и её неустойчивости...........................99

4.1.4 Неравномерность высева семян дисково-ленточным высевающим

аппаратом.........................................................................................................106

4.2 Результаты полевых исследований.....................................................110

4.2.1 Определение неустойчивости высева семян экспериментальной сеялкой с дисково-ленточным высевающим аппаратом.............................110

4.2.2 Неравномерность распределения семян и растений в рядке............112

4.2.3 Динамика появления всходов..............................................................114

4.2.4 Анализ урожая, полученного с опытных посевов.............................116

Выводы.............................................................................................................116

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СЕЛЕКЦИОННОЙ СЕЯЛКИ, ОБОРУДОВАННОЙ ДИСКОВО-ЛЕНТОЧНЫМ ВЫСЕВАЮЩИМ

АППАРАТОМ........................................................................................................118

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.............................................................................................124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................126

ПРИЛОЖЕНИЕ...................................................................................................136

Приложение А.................................................................................................137

Приложение Б..................................................................................................141

Приложение В.................................................................................................144

Приложение Г........................................................................145

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение производства кормов и улучшение их качества остается одной из важнейших проблем АПК РФ. В зоне Среднего Поволжья важнейшую роль в укреплении кормовой базы животноводства играет правильный выбор высокоурожайных и высокобелковых культур.

Производственные испытания, выполненные в различных регионах РФ, показали, что дополняющей традиционной кормовой культурой может стать мальва, которая рационально адаптируется к агроклиматическим условиям зоны, обладает устойчивым семеноводством. В ней хорошо сочетаются высокая продуктивность с отличными кормовыми достоинствами.

Для получения хорошего урожая на участках сортоиспытания и предварительного размножения главную роль играет качественный посев с равномерным распределением семян в рядке. Однако используемые селекционные сеялки, как правило, оснащены катушечными высевающими аппаратами, которые не позволяют получить высокую равномерность распределения семян катушкой, при этом посевы получаются неравномерными - со сгущением или разрежением растений в рядке. Это, в конечном итоге, приводит к снижению урожайности мальвы.

Поэтому исследования, направленные на совершенствование процесса дозирования семян высевающими аппаратами селекционных сеялок, имеют важное научное и практическое значение для АПК.

Работа выполнялась в ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА по тематическому плану Межведомственной координационной программы Фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации согласно научно-исследовательской теме: «Механико-технологические основы совершенствования высевающих систем посевных машин» (№ ГР 01.2007 02546) и по плану НИОКР в рамках задания 02.01.03 «Разработать комплекс приоритетной почвообрабатывающей и посевной техники высокого техниче-

ского уровня с оптимальным набором сменных рабочих органов, адаптированных к различным почвенным условиям», направленной на решение проблемы «Научные основы формирования эффективной системы АПК».

Цель исследований. Повышение качества посева мальвы пневматической селекционной сеялкой совершенствованием процесса дозирования семян дисково-ленточным высевающим аппаратом.

Объект исследований. Технологический процесс дозирования семян мальвы дисково-ленточным высевающим аппаратом пневматической селекционной сеялки.

Предмет исследования. Показатели качества посева семян мальвы высевающим аппаратом пневматической селекционной сеялки.

Научную новизну составляют:

- конструктивно-технологическая схема дисково-ленточного высевающего аппарата селекционной сеялки;

- теоретические зависимости по определению основных параметров высевающего аппарата и его подачи; функциональные зависимости подачи, коэффициента уплотнения и неравномерности высева от частоты вращения диска, площади поперечного сечения канавки и величины открытия заслонки;

- оптимальные значения конструктивных (площади поперечного сечения канавки и величина открытия заслонки) и технологических (частота вращения высевающего диска, равномерность дозирования семян) параметров дис-ково-ленточного высевающего аппарата, обеспечивающие равномерное дозирование семян мальвы.

Научная новизна технического решения подтверждена патентом РФ на изобретение № 2412578 «Высевающий аппарат».

Практическая значимость. Результаты научных исследований послужили основой для разработки пневматической селекционной сеялки, оснащенной дисково-ленточным высевающим аппаратом. Применение экспериментальной сеялки на посеве делянок сортоиспытания и предварительного

размножения, за счёт повышения равномерности высева семян мальвы, позволило повысить урожайность мальвы в среднем на 10-11% по сравнению с посевами контрольной сеялкой ССНП-16.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Технологическая схема высева и конструкция дисково-ленточного высевающего аппарата селекционной сеялки;

2. Теоретические исследования процесса дозирования семенного материала с обоснованием основных конструктивных и технологических параметров дисково-ленточного высевающего аппарата селекционной сеялки;

3. Экспериментальные зависимости подачи и неравномерности дозирования от частоты вращения высевающего диска, площади трапециевидной канавки и величины открытия заслонки;

4. Оптимальные значения конструктивных и технологических параметров (величины открытия заслонки, площади трапециевидной канавки, частоты вращения высевающего диска) дисково-ленточного высевающего аппарата, обеспечивающие наименьшую неравномерность высева семян.

Реализация результатов исследований. Экспериментальная сеялка, оснащена дисково-ленточным высевающим аппаратом, испытана в полевых условиях и внедрена в Поволжском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова.

Апробация. Результаты исследований доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА (2009-2012 гг.) и ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА (2009 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научных работах, в т.ч. 3 статьи в изданиях, указанном в «Перечне ... ВАК». Получен патент на изобретение РФ. Общий объём опубликованных работ составляет 2,4 п.л., из которых 1,2 п.л. принадлежит автору.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 1.1 Морфологические и биологические особенности семян мальвы

Это растение относится к семейству Мальвовые (Malvaceae) и включает в себя примерно 120 видов, в том числе около 20 произрастают в России. Наибольшую ценность представляют высокорослые виды мальвы: мелюка, курчавая, мутовчатая, могилевская, китайская, мавританская, лесная, пренеб-режнная. Лучшую кормовую оценку в разных природно-климатических зонах России получили три вида мальвы: мелюка (Malva meluca Graebn.), мутовчатая (M.verticillata L.) и курчавая (M.crispa L.). У них много общего в морфологии, биолого-экологических особенностях и агротехнологии. Мальва - высокорослое растение с большим содержанием протеина, каротина и минеральных элементов, пока не получившие широкого распространения в производстве. Она может использоваться на зелёный корм, а также для приготовления силоса и кормов высокотемпературной сушки. Зелёная масса её на ранних фазах развития хорошо поедается всеми животными, урожайность её достигает 300...500 ц/га. Будучи высокобелковой культурой, она плохо силосуется в чистом виде. Хороший силос можно получить при смешивании её с различными углеводистыми культурами (кукуруза, сорго, суданская трава, многолетние злаковые травы и др.).

При скашивании на зелёный корм она даёт за лето 2 укоса, в том числе первый в фазе бутонизации при высоте растений 90 см, второй - в конце сентября. При скашивании на силос в конце августа отавы не бывает. Урожайность семян в лесостепи обычно составляет 305 ц/га, в благоприятные годы -до 8... 12 ц/га. Хорошие результаты получаются при посеве её на корм совместно с кукурузой, подсолнечником, вико-овсяной смесью и другими культурами. По данным Медведева П.Ф., содержание сырого протеина у мальвы-мелюки составляет 18,2 %, у мутовчатой - 18,3 % и у курчавой - 16,6 %. В силосе на 1 к.ед. приходится 143 г перевариваемого протеина. Белок мальвы считается полноценным. В нём содержится полный набор незаменимых ами-

нокислот, в том числе метиоиии, лизин, треонин. Мальва - хороший предшественник для зерновых и пропашных культур.

Корень у этой культуры стержневой, утолщённый, сильно разветвлённый в верхней части, проникает на глубину более 1 м. Стебель прямой, неправильно округлый, ветвистый, высотой от 100 до 250 см. Листья круглые, состоящие из 5...7 лопастей, расположены на длинных черешках, форма их сердцевидная, окраска светло-зелёная с антоциановым пятном у основания. Цветки мелкие, светло-розовые, в мутовках по 5...9 штук. Плод - коробочка с 10 семянками, поверхность которых поперечно-морщинистая. Плодики (семянки) коричневые, масса 1000 штук - 3,0...3,5 г. Всходы мальвы мелкие, медленно растущие в течение 40...45 дней, только в конце июня начинается заметное усилие роста. В начале цветения их высота составляет 50...60 см. В конце вегетации мальва мутовчатая имеет высоту 130... 150 см, курчавая -160...200 см и мелюка - 170. ..210 см. На плодородных участках высота растений увеличивается, а развитие растений затягивается. Созревание семян наступает у мальвы мутовчатой через 75... 110 дней после посева, у мелюки -через 85... 115 дней и у курчавой - через 90... 125 дней. Эта культура считается холодостойким растением; семена её зимуют в почве и не погибают. Молодые всходы весной не страдают от заморозков, а взрослые растения осенью переносят отрицательные температуры до -4...-5 °С. Усиленный вегетативный рост растений проходит при температуре +15 °С, а для интенсивного цветения и созревания семян необходимо +20 °С. В холодные годы растения проходят эти фазы и при более низких температурах, семена при этом получают физиологически недозрелыми. Мальва считается довольно влаголюбивой, но на переувлажнённых почвах рост и развитие у неё задерживаются, а урожай снижается. Хорошо удаётся она на плодородных почвах средней связности, а также на окультуренных торфяниках. Лёгкие суглинистые и супесчаные почвы требуют повышенных доз органических и минеральных удобрений [4, 9, 29].

1.1.1 Агротехнические особенности возделывания мальвы

В Госрееср 2006 г. включены 3 сорта мальвы, которые допущены к использованию во всех регионах, где возделывается эта культура: Волжская (1997); Удача (2004); Мила (2006). Мальва возделывается в прифермерских кормовых севооборотах после культур, под которые вносили повышенные дозы органических удобрений.