автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование процесса высева семян сахарной свеклы ячеисто-дисковым аппаратом

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К.Д. ГЛИНКИ

РГ« од

ВАСИЛЕНКО Сергей Владимирович

УДК 631.331.85; 631.543.2

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫСЕВА СЕМЯН САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ЯЧЕИСТО-ДИСКОВЫМ АППАРАТОМ

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2000

Работа выполнена в Воронежском государственном аграрном универс тете им. К.Д. Глинки.

Научные руководители: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор А.П. Тарасенко,

доктор технических наук, доцент К.Р. Казаров

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

академик АЕ Пошарников Ф.В.,

кандидат технических наук, доцент Дорофеев Н.С.

Ведущее предприятие - Всероссийский научно - исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. АЛ. Мазлумова

Защита диссертации состоится 10 мая 2000 г. в 13 часов на заседани диссертационного совета Д. 120.54.01 в Воронежском государственном а рарном университете им. К.Д. Глинки по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. М) чурина, 1, ВГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке агроуниверситета.

Автореферат разослан 7 апреля 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

И.В. Шатохин

Р071 Ч/Ч- 3/',о

ОЫЦЛЯ ХЛРЛкТКРИСТИК'Л РАБОТЫ

Актуальность работы. Сахарная спекла является единственной технической культурой в Российской Федерации, из которой вырабатывается сахар. Для достижения экономической самостоятельности в обеспечении населения этим ценнейшим продуктом питания страна должна выращивать ежегодно 55 - 60 млн. т сахарной свеклы и производить 7- 8 млн. т сахара. Однако в последние годы производство сахарной свеклы и сахара сократилось. Важнейшей причиной сокращения производства является сравнительно большая трудоемкость возделывания этой культуры, сложность технологии, которая на фоне общего экономического спада порождает новые трудности. В этих условиях приобретают особую актуальность вопросы обоснования рациональных агротехнических приемов возделывания культуры, технологических параметров посева, совершенствования конструкций сеялок и в частности - их высевающих аппаратов, прогнозирование у рожайности на стадии формирования густоты насаждения, что позволит более аргументировано и рационально выбрать необходимую густоту и точность размещения семян, оценить влияние качества посевного материала на главный критерий - урожайность.

Повышение точности пунктирного высева ячеисто-дисковым аппаратом может быть осуществлено применением скоростного дозирования семян на основе конструктивной доработки аппарата, использующей явление образования организованных рядов семян перед входами в ячейки. Этому же способствует и обоснование размеров высевного окна применительно к той или иной фракции посевного материала.

11рогнозирование урожайности но отношению к максимально возможному уровню при идеальном размещении растений возможно при использовании вероятностных методов анализа распределения семян и растений, а также теоретической зависимости продуктивности отдельного растения от условий его размещения в рядке среди дв\'\ соседних. Для этою необходима разработка математической модели накопления продуктивной массы растения и алгоритма расчета урожайности на 'ЗИМ

Работа выполнена на кафедре сельхозмашин Воронежского ГА У им. К.Д. Глинки. В соответствии с планом Ш1Р кафедры она выполнена но комплексной теме 19.5 «Разработка ресурсосберегающей технологии возделывания сельскохозяйственных кулыур и к-хиических средств для се реализации»

Цель исследования. Повышение равномерности распределения семян за счет совершенствования конструкции ячеисю-дискового высевающего аппарата и уточнение методики оценит качества распределения семян и растений по критерию урожайности корнеплодов.

Объект исследования. Ячеисто-дисковый высевающий аппарат свекловичных сеялок типа ССТ -12 и статистические ряды распределения семян и растений.

Методика исследований Тензомсчрирование выходных потоков семян на стендовых испытаниях высевающих аппаратов с последующей компькчер-

ной обработкой результатов наблюдений в системе Mathcad. Составление статистических рядов распределения семян и всходов но результатам работы сопоставляемых высевающих аппаратов в полевых условиях. Анализ числовых характеристик и законов плотности распределения случайной величины - интервала между семенами или растениями, их влияния на урожайность корнеплодов.

Научная новизна. Разработана конструкция высевающего аппарата, позволяющая формировать организованный ряд семян перед входом в ячейки высевающего элемента. Установлена взаимосеязь длины выходного окна и разброса размеров семян внутри фракции калибровки с числовыми характеристиками потока на выходе из аппарата. Уточнена методика прогнозирования урожайности корнеплодов на основе аппроксимации размещения растений гамма-распределением случайной величины, разработана математическая модель и алгоритм расчета.

Практическая значимость. Предложенная конструкция высевающего аппарата обеспечивает снижение коэффициента вариации потоков дражиро-ванных и тиражированных семян на 20 - 30 % (па ген г РФ № 2108703), что повышает урожайность корнеплодов с экономическим эффектом 757 тыс. руб. за восьмилетний срок эксплуатации сеялки.

Математическая модель и алгоритм расчета относительной урожайности позволяют определить этот показатель на стадии посева, что дает основание аргументировано корректировать технологические параметры посевной операции. Разработана таблица и карта линий уровня относительной урожайности кондиционных корнеплодов в зависимости от lycrorbi насаждения (4 -10 шт„/м) и коэффициента вариации интервалов по всходам (20 - 100 %).

Апробация работы. Основные материалы работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Воронежского госагроуниверситета в 1997-1999 гг., на международной конференции молодых ученых (г. Воронеж. ВГЛУ) в 1999 г.. на НТС Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Воронежской области в 1999 i.

Публикации По результатам исследований автором опубликовано 10 статей общим обкомом 2.3 печатных листа, получено одно авторское свидетельство и один мчан.

Объем работы Диссертация состоит m введении, пяти разделов, выводов. приложения и списка использованной литературы, который включает 147 наименований, из ии\ X на иностранных языках Работ а. изложена на 177 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 42 рисунка и приложение. включающее I таблиц. 5 рисунков и 2 документа.

СОДЕРЖАНИЕ РЛЮТЫ

Но чяедепии обоснована актуальность icmi.i ее практическая значимость. сформулир' >н;н1ы основные положения, выносимые на защи ту .

Первый раздел посвящен анализу конструкций аппаратов точного иы-сева и путей повышения качества их работы, анализу факторов, влияющих на точность поштучного дозирования семян при их высеве ячеисто-дисковыми аппаратами, оценочных характеристик качества размещения семян и растений в их связи с урожайностью корнеплодов, обзору закономерностей, аппроксимирующих плотность распределения интервалов в пунктирном рядке всходов. Обзор исследований по затронутым вопросам включает отдельные публикации В.И. Александрова, B.C. Басина, В А. Белодедова, A.A. Будагова, Г.М. Бу-зенкова. Б.Я. Варшавского, В.В. Василенко, Э.В. Веверса, B.C. Глуховского, Ф.Г. Гусинцева, JI.C. Зенина, А.П. Иофинова, K.P. Казарова, C.B. Кардашев-ского, А. Г. Коробейникова, А.Ф. Кошурникова, Б.Ф. Кузнецова, CA. Ma. OA. Маковецкого, В.И. Паламарчука, Л.В. Погорелого, С.Д. Подонецкого. Ф.В. Пошарникова, ВА. Прохорова, II.В. Савича, В.М. Слугинова, Э.В. Ханпиь-дина. А Г. Цымбала, С.И. Шмата и др.

В разделе выявлена целесообразность улучшения конструкции ячеисго-дискового высевающего аппарата путем создания.условий для образования организованной очереди семян перед заполнением ячеек и обоснования размеров высевного окна применительно к фракции калибровки посевного мше-риала. а также обоснована необходимость дальнейшего совершено питания методики расчета относительной урожайности корнеплодов по результатам посева или по характеристике всходов на основании единой закономерности, аппроксимирующей плотность вероятности интервалов между объектами наблюдения.

В соответствии с поставленной целью исследования настоящая |х«г.,»(и решает следующие задачи:

I Изыскание возможности улучшения заполняемое™ ячеек ло;ир\к.mero '.элемента.

2. Повышение точности выходного потока семян путем обоснования размеров выбросного окна и увеличения шага ячеек на дозирующем ».темен ¡с

3 Уточнение аналитической зависимости относительной массы корнеплода и урожайности от сочетания обоих интервалов, прилегающих к р.-кте-нию.

4. Разработка математической модели и алгоритма расчет на ')НМ o¡-носигельной урожайности корнеплодов па основе единой аппроксимации :а-кона плотности распределения интервалов между семенами или растениями при различной точности посева.

5.Проверка математической модели прогнозирования урожайности ь сравнительной оценке качества работы экспериментального и серштою высевающих аппаратов в полевых условиях, расчет экономической эффективности экспериментального аппарата.

Во вторим разделе теоретически обоснована возможность повышения точности пыссва путем совершенствования конструкции ячеисю-дискового высевающего аппарата и уточнена методика опенки качества распределения

семян и растений до выявления связи числовых характеристик интервалов с урожайностью корнеплодов.

Занолнясмость ячеек зависит, прежде всего, от их взаимного расположения с семенами. У серийного аппарата семена расположены хаотично, и благоприятная встреча с ячейкой носит случайный характер (рис.1). Чтобы улучшить заполняемость ячеек, предлагается организовать очередь семян вдоль траектории относительного движения высевающего диска за счет постановки неподвижной накладки рядом с ячейками (рис.2).

У серийного аппарата при прохождении ячейки мимо одного семени вероятность благоприятной встречи р=3/с1с , где 5- разница диаметров семени ¡Лс и ячейки Ыя. 1 [родвигаясь дальше по нуги вращения диска, ячейка имеет 1, 2, 3 и т.д. попыток благоприятной встречи, и .у,и попытки отстоят друг от друга приблизительно на один диаметр семени При хаотичном размещении семян в сыпучем геле исход каждой попытки не зависит один от другого, т.е. случайные события независимы, и для подсчета вероятностей благоприятных встреч можно пользоваться частной теоремой о повторении опытов. Если производит! п попыток благоприятной встречи и г. каждой попытке вероятность положи шлмюш исхода равна р. то вероя тност ь Рт п того, что ячейка будет иметь ш благ оприятных встреч, выражается формулой

с: Рт(\-Рг"'. с.)

где т О. 1.....п.

Ксли ячейка заполнится в самом начале снос!о движения в семенной камере, то нес остальные встречи ей уже окажутся, ненужными, т.е. нас интересуем веролшость К,„ хотя бы одной благоприяшой встречи. Учитывая то, что противоположное событие - это ни одной встречи, можно утверждать

Я - 1 - Р Р>

Нреобргпок;»; ," .. но выражению (I). имеем:

Ни ■■■■ -...../Л.1 /м"-". > <1 г>" <3)

У женерммеисального аппарат >та невинность равна единице. Расчеты но выражению (.5,1 показывают, что для достижения 95-процентного уровня вероятности благоприятной встречи ячейки с произвольно лежащими семенами длина зоны заполнения должна бьпь не менее 135-105 мм соответственно для мелкой и крупной фракций, в то время как организованный ряд семян обсспе'чивае! такую во гречу на 100 процентов при любой длине зоны заполнения, если она больше одного размера семени. В 1кс пери мент альном аппарате зона заполнения расширена за счет того, чю организованные очереди семян расположены .шумя параллельными рядами, и н каждом из них шаг ячеек увеличен в два раза, чю увеличивает запас времени для восстановления очередей. постоянно нарушающихся в процессе о I бора

I ! 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; и т. д.

но лежащим семенам.

Рис. 2. Расположение траекторий движения ячеек по отношению к организованным рядам семян

При выходе семени из аппарата будем считать, что оно покидает ячейку," когда его центр тяжести пересекает окружность диска (рис.3). Тогда диапазон разброса позиций ячейки в момент возможного выхода семени может быть определен по конструктивным размерам: 45 = /. | ¿„-/-/,54-, (4)

где £-длина выбросного окна; с!с -диаметр семени; <:4 - диаметр ячейки; / - расстояние от центра семени до выталкивателя по дуге диска.

Считая позицию ячейки в момент выхода семени случайной величиной с полем разброса ¿15, которое простирает ся на ±3сг о г своего центра рассеивания, можно определить среднее квадратичесиое шклонение позиции ячейки как

Рис. 3. Схема вариантов выхода семени из ячейки

6

(5).

За показатель точности дозирования примем коэффициент вариации интервалов времени между выходами семян, или времени обслуживания се-' мян в патоке. При равномерном вращении высевающею диска он равен отношению среднего квадратического отклонения ! о, ) ишервала между позициями двух ячеек в моменты выхода семян к мину (.V ) ячеек на диске:

3-. (6)

V

5

Поскольку интервал между позициями двух ячеек на момент выхода семян является случайной величиной, складывающейся из шага Б и двух независимых случайных величин со средним квадратическим отклонением ег, то параметр ст. можно определить по правилу сложения дисперсий: а я = ¿2 ■ о .

Оптимальное значение длины окна /. обосновывается из условия ЛЗ - О при попадании в ячейку семени с максимальным размером <1тах в своей фракции. Для фракции 3,5-4,5 мм должно быть I/ 5.5 мм. а для фракции 4,5-5,5 мм -1= 6.8 мм. При этом значения коэффициента вариации интервалов выброса являются минимально возможными. Из выражения (6) видно, что коэффициент вариации обратно пропорционален шагу ячеек, поэтому наряду с регулировкой длины выбросного окна для каждой фракции, следует изыскивать возможность скоростного дозирования, когда одна и та же норма высева обеспечивается диском с меньшим числом ячеек.

Для математического анализа качества посева с выходом на расчетную относительную урожайность необходимо знать закон плотности распределения интервалов между растениями и вероятности сочетаний обоих интервалов у каждого из них. В диссертации разработано два варианта аппроксимации закономерности размещения семян в борозде - на основе нормального и гамма-распределения случайного интервала. Если бы в полевых условиях была возможность отличать отрицательные интервалы (между семенами, нарушившими очередность высева) от положительных, то всегда имел бы место нормальный закон распределения f(x). Очередность семян в борозде не нарушается при разреженном и довольно точном высеве, когда коэффициент вариации интервалов V<0,33 . С увеличением К наблюдается инверсия семян, т.е. появляются отрицательные интервалы, и нормальное распределение становится условным, т.к. в реальных условиях мы все интервалы измеряем положительными. Тогда плотность вероятности интервалов между семенами fc(x) выражается зависимостью

/с(*) =?(*)[/("*)+ /<*)] <7>

с корректирующей функцией

q(x) = 1- 1,911 р^х-т^т^1, (8)

где р, - вероятность отрицательных интервалов;

т, - математическое ожидание интервалов по выражению (7), взятому без функции (8).

Выражение (7) достоверно при любых V, т.к. если V<0,33, то р, = 0, (ilxi =1, f(-x) = 0, и закон плотности остается нормальным: fc(x) =f(x).

Другой вариант аппроксимации закона плотности - это применение гамма-распределения случайной величины:

/Лх) = -^—ха-1е-*х, ¡9)

Г(а)

где а - показатель точности распределения, равен отношению квадрата математического ожидания тс к дисперсии интервалов Д.; ß - показатель нормы высева, равен отношению математического ожидания к дисперсии интервалов; Г(а) - гамма-функция от а . Математическое ожидание и дисперсия интервалов могут быть определены по результатам измерений на поле или вычислены по двум исходным данным - норме высева Лс и среднему квадратическому отклонению ст' единичного семени от предполагаемого места успокоения в борозде:

юс=ЛД D,c=2(a'f , аУС=л/2а', Кк=оус mj\ с = 1 - <TUK|r, Dc- т/Кд (10)

В этих вычислениях используются числовые характеристики условно нормального распределения. *

От закона распределения семян можно перейти к закону распределения всходов путем р-преобразования исходного потока (9): каждое семя может дать всход с вероятностью р или не взойти -с вероятностью q-1-р. Тогда плотность вероятности интервалов по всходам имеет вид

ппа

„ Г(иа)

где и =1,2, 3, ... - кратность интервалов при их сложении из-за невсхожести (п - 1) подряд расположенных семян.

Вероятности сочетаний двух независимых случайных величин x¡ и х,, которые представляют собой интервалы с одной и с другой стороны растения, являются плотностью системы двух случайных величин, и эта плотность выражается зависимостью

f{.xvx2) = f{xl)fix2). (12)

где f(x¡) и f(x¡) - плотности вероятности распределения интервалов (выражение (11).

В основу математической модели формирования массы корнеплода с разноудаленных участков площади питания принято доказанное в литературе утверждение о применимости к этому процессу закона Лапласа

/(х) = , (13)

где f(x) - интенсивность накопления массы с элементарного участка площади питания, расположенною на расстоянии х от центра растения;

Л - показатель интенсивности, зависящий от почвенно-погодных условий и от стесненности растения в рядке, т.е. от интервалов x¡ и x¡ .

На основании анализа опытных данных по влиянию интервалов x¡ и х2 по обе стороны растения на его массу выявлена эмпирическая зависимость показателя X от этих интервалов:

Г 0,5xj +0,5х2 +90 У

---но---J

! - 0,1¡ ^

x¡ + л>

(И)

где Лии* - показатель интенсивности накопления массы у растения на свободе.

Считая, что площадь питания растения простирается от него до ОДг/ в одну сторону и до 0,5л^ в другую, относительную массу корнеплода (рис.4) можно вычислить суммой двух интегралов выражения (13) в пределах от нуля до 0,5x1 и Д° 0,5х2 с учетом выражения (14):

-0,5^/^(^1 ,а\ ) ^-О-ЗД^ЦА-, ,А-, )

F(XI,X2)= 1-0,5

(15)

Относительная урожайность корнеплодов на единице площади может быть определена, если функцию (15) разделить на полусумму обоих интервалов. При этом условно предполагается, что все растения на поле имеют одинаковые инт ервалы с одной или с другой стороны и одинаковые л> . Чтобы

результат получился в долях единицы от максимально возможной урожайности при регулярном распределении растений с интервалом х , надо эту относительную максимальную урожайность поставить в знаменатель расчетного выражения:

Р(х1,х2)

(16)

ОДх,

где gfx/, х¡) - относительная урожайность корнеплодов при интервалах Х| и х2 с обеих сторон каждого растения (рис.5);

1%(-х)]тах - максимальный расчетный уровень относительной урожайности при регулярном распределении растений с интервалом х, вычисленный тоже по выражению (16), взятому без этого уровня в знаменателе.

Для благоприятных условий года 1^(х)]тах = ^18) = 0,023, а для неблагоприятных условий \%(х)]т<„ "-£(12) = 0,027, т.е. оптимальные по урожайности интервалы при регулярном распределении равны соответственно 18 и 12 см.

Анализ расчетных значений относительной урожайности корнеплодов показывает, что не только густота размещения растений (или средний интервал между ними), но и неравномерность их величин имеет довольно значительное влияние на результат. Например, при х: = х2 = 20 см урожайность равна 100%, а при том же значении среднего интервала, но X/ =36 см. х, - 4 см урожайность снижается до 82%.

Щх) |—Г' lis Г~

«.6 t -

i I

0.4

i^Cl

i

Я»> X*

1

0,95

о«.

! •' _J_____;_______

- '— / J_.. J:;''

/ ------ ! : ^ '.I —г.....• "i.--! ' | •. 4

0 10 20 SI «' VI Х,..м

Рис.4. Влияние интервалов .г, и х: на относительную массу корнеплода (теоретические кривые и экспериментальные данные)

Ю 2) » Л» х.»

Рис.5. Влияние интервалов д-j и х: на относительную урожайность

Каждому сочетанию двух случайных интервалов соответствует определенная относительная масса корнеплода, вычисленная но выражению (15). поэтому среднее значение пой массы можно определить двойным интефирова-

ни ем (по Xj и х2) вероятности этих сочетаний, умноженной на соответствующую относительную массу корнеплода:

0000

g=\\f{x¿fib)F{xi,x2)<bldx2- ~ <17>

00

Относительная урожайность корнеплодов на единице площади (или на единице длины рядка) может быть определена, если среднюю относительную массу корнеплода g разделить на математическое ожвдание интервалов между растениями.. Максимальная относительная урожайность вычисляется при условии x¡ = x¡ = х . Тогда

ХОО-Х (18)

V ' m4 140 J

F(x)~l-e~°W>. (19)

При этом условии средняя относительная масса корнеплода g ~ F(x) , так как все корнеплоды одинаковы (х ■■= consí) и расчетная относительная урожайность как функция от х вычисляется по выражению

(20)

х

Как и для выражения (16), при исследовании (20) на максимум оказалось, что Gmwr 0,023 при х ~ 18 см для благоприятных условий года и Gn<a^ 0,027 при х ~ 12 см для неблагоприятных условий года.

Итак, относительная урожайность в долях единицы может быть определена для конкретного распределении растений:

G = _!__. (21)

wGmax

Для расчета урожайности кондиционных корнеплодов следует ввести ограничение в выражение (15). Суть ограничения заключается в том, что все корнеплоды с массой до 100 г, или до 100 : 843 = 0,119 от максимальной массы в условиях благоприятного года, будут учитываться как корнеплоды с нулевой массой:

z(xx,x2)=if[F{xvx2) >0.119./'(.Vt2),0] . (22)

Для неблагоприятных условий года вместо ограничения 0,119 принимается 100 : 601 = 0,166. Тогда выражение (17) видоизменяется:

OOQO

g, = í\f(xx)f(.h)zixx• (23)

00

Относительная урожайность кондиционных корнеплодов

G = g' • (24)

1 ^шах

Абсолютное значение урожайности можно вычислить, если выразить среднюю массу корнеплода в граммах. По результатам полевых измерений, максималь-

(25)

(26)

ное значение массы одного корнеплода принимается = 843 г для благоприятного года и 601 г для неблагоприятного. Тогда

£г ~~ ^гтах' 1 ' — Г '

0ц = 10~5^г,и/гя-, «/га.

где N = 22222 Я - количество всех корнеплодов на одном гектаре.

Анализируя полученные результаты, можно заметить, что от какого бы фактора ни увеличивался коэффициент вариации интервалов между растениями (от ухудшения точности укладки семян или от снижения их всхожести), он одинаково влияет на уменьшение продуктивности растений (рис. 6). Совместное влияние густоты насаждения и коэффициента вариации на урожайность показано на рис. 7.

340

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 V

Рис. 6. Зависимость урожайности кондиционных корнеплодов от коэффициента вариации интервалов по всходам

Рис. 7. Карта линий уровня относительной урожайности кондиционных корнеплодов в зависимости от густоты насаждения и коэффициента вариации интервалов но всходам (благоприятный год)

В третьем разделе изложены программа исследований,, условия проведения экспериментов, характеристика объектов исследований, приборов и аппаратуры, схемы экспериментов и техника их проведения, методика обработки результатов опытов.

В программу экспериментальных исследований вошли следующие вопросы:

1. Исследование на лабораторном стенде заполняемости ячеек у экспериментального и серийного аппаратов при высеве дражированных и недра-жнрованных семян с различными скоростями вращения дозирующего элемента, а также исследование коэффициента вариации интервалов в потоке семян на выходе из обоих аппаратов.

2. Изучение влияния длины высевного окна и шага ячеек по дуге диска на коэффициент вариации интервалов.

3. Полевые исследования распределения семян и растений в результате работы экспериментального и серийного аппаратов при различных скоростях движения посевного агрегата.

4. Проверка соответствия гамма-распределению размещения дражированных и недражированных семян в борозде, высеянных с малыми нормами (на конечную густоту).

5. Проверка применимости гамма-распределения к аппроксимации размещения всходов в связи с влиянием фактора полевой всхожести.

6. Определение фактической урожайности корнеплодов в рядках, высеянных экспериментальным и серийным аппаратами.

Лабораторные исследования качества дозирования семян экспериментальным высевающим аппаратом (рис.8) проведены на кафедре сельхозмашин Воронежского государственного аграрного университета. Для определения коэффициента заполнения ячеек на различных скоростях вращения высевающего диска был применен настольный стенд (рис.9), дающий возможность изменять скорость от 0,1 до 0,45 м/с и регистрировать количество оборотов диска. К этому стенду подключен осциллограф с пьезодатчиком и усилителем сигналов, который регистрировал на бумажной ленте падение каждого семени на датчик, расположенный на 4 см ниже выбросного окна аппарата. Использовался тот же посевной материал, что и в полевых опытах.

Полевые опыты по проверке соответствия гамма-распределению размещения семян и всходов вдоль рядка проведены на четырёх полях учхоза "Берёзовское" Рамонского района Воронежской области в 1997 и 1998 годах. Для посева применяли сеялки ССТ-12Б, агрегатируемые с тракторами Т-70С и МТЗ-80. В 1998 году в условиях производственного посева одновременно с полевыми опытами на соответствие размещения семян и растений гамма-распределению проведены опыты по определению качественных показателей работы экспериментального высевающего аппарата по сравнению с серийным. На трех полях применены дражированные семена фракции 3,75-4,75 мм (Франция), генетически одноростковые с лабораторной всхожестью 93% и на одном поле - недражированные сорта РМС-60, фракции 3,5-4,5 мм с лабора-

торной всхожестью 93%. В опытах 1998 года на обоих агрегатах один высевающий аппарат был заменен на экспериментальный и оставался на сеялке до окончания производственного посева.

Рис. 8. Высевающий аппарат

(пат. РФ №2108703): 1 - корпус, 2 - высевающий диск, 3 - накладка, 4 - дополнительный кольцевой паз, 5 - ячейки

Рис. 9. Сема лабораторной установки: 1 - высевающий аппарат, 2 - датчик количества оборотов диска, 3 - кнопки управления электродвигателем стенда, 4

- приемник семян, 5 - пьезоэлектрический датчик, 6 - усилитель сигналов, 7

- осциллограф, 8 - управление скоростью вращения диска, 9 - муфта сцепления привода, 10 - указатель количества оборотов

Результаты массовых измерений интервалов между семенами в борозде, между растениями в рядке или между всплесками осциллограммы при стендовых испытаниях высевающих аппаратов обработаны методами математической статистики. По каждому опыту результат замеров систематизированы в статистические ряды, по ним построены полигоны распределения случайных величин, определены их числовые характеристики. Для оценки меры приближения реального распределения к аппроксимирующему закону распределения случайной величины были применены критерии согласия Пирсона и А. Н. Колмогорова. Кроме того, определены показатели точности опытов, или относительная ошибка выборочной средней. Общее количество измерений в опыте выбирали таким, чтобы этот показатель был не выше 5%. Все расчеты по обработке статистических рядов, а также построение графиков по

экспериментальным данным и теоретическим зависимостям проведены на ПЭВМ с использованием математического программного пакета МаШсас!.

Если замеры не были массовыми, определяли среднюю арифметическую величину всех повторностей, затем вычисляли исследуемый параметр.

Для выявления на графиках тенденции взаимной зависимости двух параметров, когда не ставилась задача получения эмпирической или рациональной формулы, применяли метод графического сглаживания экспериментальных данных. Таким образом построены, например, графики влияния скорости движения сеялки на числовые характеристики распределения семян и всходов.

В четвертом разделе приведены результаты лабораторных и полевых исследований и дан их анализ.

Лабораторные опыты подтвердили теоретические предпосылки о том, что создание организованного ряда семян перед входом в ячейки увеличивает вероятность заполнения и позволяет работать высевающему диску на более высоких скоростях вращения. При высеве дражированных семян серийный аппарат обеспечивает коэффициент заполнения 95 прюцентов на скорости вращения до 0,22 м/с. а экспериментальный - до 0,44 м/с (рис.10). При высеве обычных семян такую же заполняемость экспериментальный аппарат показывает на скорости вращения до 0,20 м/с, а серийный - до 0,10 м/с.

Интервалы времени между выбросом семян из аппарата имеют плотность верюятности ^-преобразованного гамма-распрнделения, где р является коэффициентом заполнения. При высеве дражирюванных семян со скоростями вращения диска от 0,10 до 0,45 м/с экспериментальным аппаратом коэффициент вариации интервалов времени изменяется от 0,17 до 0,30, а у серийного аппарата - о г 0,24 до 0,58. У обычных семян эти показатели соответственно равны 0,47 -0,53 и 0,46 - 0,66.

к,

0,95 0,90 0,85

С^Ю 0^75

* >..

I

X -----

! \

' 1 Г

Уд,мЬ

0,1 (У 0,4 Уа,мГс

а)

Рис. 10. Влияние скорости вращения диска на коэффициент заполнения ячеек (а) и на коэффициент вариации потока дражированных семян на выходе из аппарата (б) 1 - экспериментальный аппарат. 2 - серийный

Теоретически обоснованное повышение точности интервалов времени между выбросом семян из аппарата при уменьшении длины высевного окна подтверждено экспериментально. Размер окна должен быть равен верхнему пределу фракции калибровки и изменяться при переходе от одной фракции к другой.

Как и предполагалось в теоретических рассуждениях, коэффициент вариации интервалов времени выброса семян линейно зависит от числа ячеек на диске. Для увеличения точности интервалов предпочтительно скоростное дозирование с малым числом ячеек, когда их шаг расстановки на диске во много раз больше вариаций положения семян в них, вариаций позиции ячейки на момент выхода семени и других рассеивающих факторов.

0,4 г-

■и г!

ОЛ

и

0,1

¡*-I- .

I I

3; 5

80

100

120

160

Рис. 11. Влияние числа ячеек на диске на коэффициент вариации выходного потока семян (теоретические кривые и экспериментальные данные): 1 - длина окна !. 10 мм, мелкая фракция; 2 - Л - 6,8 мм, мелкая фракция: 5 - I 5,5 мм, .мелкая фракция и /. - 6.8 мм. крупная фракция; 4 - Ь = 10 мм, крупная фракция

При посеве на конечную густоту с нормами 4,5 - 7 шт.'м и со скоростями движения агрегата от 1,43 до 2,59 м/с статистические ряды распределения семян в борозде имеют коэффициенты вариации 0,24 - 0,37 (драже, экспериментальный аппарат), 0.29 - 0,52 (драже, серийный аппарат), 0,57 - 0,64 (обычные семена, экспериментальный аппарат), 0,69 - 0.84 (обычные семена, серийный аппарат). Все эти варианты размещения семян могут быть аппроксимированы гамма-распределением с ^-преобразованием по коэффициенту заполнения ячеек, а размещение всходов - с /»-преобразованием по коэффициенту заполнения, умноженному на полевую всхожесть. Обработка 32-х статистических рядов численных значений интервалов между семенами и между всходами ( по 250 измерений в каждой выборке) показала, что такая аппроксимация закона плотности распределения этой случайной величины не

противоречит реальным потокам с критериями согласия по Пирсону от 0,67 до 0,99 и по А..Н. Колмогорову - от 0,91 до 1.

При высеве дражированных семян на-конечную густоту экспериментальный аппарат обеспечивает нормальное распределение (Кс < 0,34) на скоростях движения агрегата до 2,5 м/с, а серийный - до 2,1 м/с (рис.12). При посеве обычных семян с установленной нормой Лу„ = 7,05 шт./м ни один из аппаратов не обеспечил нормального распределения, но экспериментальный аппарат на всех скоростях движения показал коэффициент вариации в 1,2 -1,3 раза меньше, чем серийный .

V 0,5

0,4

(и 02

/

2 /

/

/ к 1

1

\

2,0

гл

0,114

1,4 Ус,мс Уя, м/с

V 0,55 0,50

0,45 0,40 0,35

2

1

1,4 1,6

б)

1,8

2,0

1,4 1,6 1,8 0,073 0,094

а)

Фракция 3,75 - 4,75 мм; ЯУСт 1 = 4,52 шт./м; Лустз = 5,27 шт./м; Рл№ = 0,93; 1 -экспериментальный аппарат, 2-серийный

2Д 2,4 Ус, м/с

Рис. 12. Влияние скорости движения сеялки на коэффициент вариации интервалов между дражированными семенами в борозде (а) и их всходами в рядке (б)

В условиях производственного посева экспериментальный аппарат показал более высокие результаты по биологической урожайности корнеплодов. На поле, засеянном дражированными семенами, превышение было минимальным и находилось в пределах ошибки опыта, а при обычных семенах это превышение равно 13,5 процентов (табл. 1). По таблице можно также судить о достоверности прогнозного расчета урожайности: отклонения от фактических показателей не превышает 1,5 процентов при использовании дражированных семян и 2,8 процентов в варианте с обычными семенами. Эти расчеты могут базироваться на показателях распределения либо семян, либо всходов. В первом случае исходными данными являются установленная норма высева, коэффициент заполнения ячеек, коэффициент вариации интервалов в борозде и полевая всхожесть семян. Во втором случае исходными данными являются густота всходов и их коэффициент вариации. При высеве недражированных семян из-за более низкой заполняемости ячеек у серийного аппарата получена

меньшая 1-уетота всходов и как следствие, более крупные корнеплоды, но расчетная и фактическая урожайность хуже, чем в экспериментальном варианте.

Таблица 1

Показатели урожайности по вариантам посева _

Вариант посева

Показатели Вариант Драже, Драже, Недраж., Недраж.,

расчета эксперим. серииныи эксперим. серийный

аппарат аппарат апарат аппарат

По распред. 0,532 0,462 0,342 0,518

Средняя семян

относит. По распред. 0,532 0,452 0,336 0,528

масса растений

корнеплода По результ. 0,551 0,482 0,351 0,529

# опыта

По распред. 448,5 389,5 288,7 437,0

Средняя семян

масса По распред. 448,2 381,3 283,5 444,9

корнеплода растении

8т, г По результ. 464,5 406,6 296,0 446,3

опыта

По распред. 0,954 0,955 0,945 0,801

Относит. семян

урожай- По распред. 0,951 0,949 0,944 0,821

ность С растений

По результ. 0,965 0,959 | 0,919 0,810

опыта

По распред. 410,9 411,3 407,! 345,1 ;

Урожай- семян ^ i

ность По распред. 409,9 408.9 406,7 353,8 i

Сц, ц/га растении I

По результ. 416,0 413.0 396.0 349.0 !

опыта !

В т.ч. По распред. 410,9 411,3 404.4 344.1 !

кондиц. семян i j

корнепло- По распред. 409,9 408,7 401,6 352.9 |

дов растении !

ц/га По результ. 416,0 412.0 392.0 345,0

опыта

Фактич.

густота, - 89,55 101.55 133,78 78,22

тыс. шт./га ...J . _ i

В пятом разделе изложена реализация результатов исследований и их экономическая эффективност ь.

Экспериментальный высевающий аппарат по патенту РФ № 2108703 от 20.04.1998 г. был предложен Г лавному управлению сельского хозяйства и продовольствия при Воронежской областной администрации для внедрения в свеклосеющих хозяйствах области. В результате обсуждения на научно-техническом совете 2.03.1999 г. было рекомендовано внедрить переоборудование действующих аппаратов сеялок типа ССТ-12 по конструктивным решениям, вытекающим из проведенных исследований, и разработать рациональный метод такого переоборудования.

Переоборудование аппаратов заключается в доработке имеющихся высевающих дисков и изготовлении трех дополнительных деталей на каждый аппарат - плоской дугообразной накладки и двух сменных выталкивателей.

Расчет экономической эффективности от производства и использования экспериментального высевающего аппарата на сеялке СО -121} выполнен по методике, разработанной Московским институтом инженеров сельскохозяйственного производства имени В.П. Горячкина (1991 г.). Эта методика разработана на основании ГОС Т 23799 - 88 «Методы экономической оценки специализированных машин». В расчете использованы нормативные данные, рекомендованные Воронежским государственным аграрным университетом имени К.Д. Глинки (кафедра организации и предпринимательской деятельности в АПК).

Экономический эффект обеспечивается прибавкой урожая кондиционных корнеплодов при высеве недражированных семян экспериментальным аппаратом (см. табл.1). основные результаты расчета приведены в табл.2.

Таблица 2

Определение экономического эффекта от производства и использования сеялки ССТ-12Ьс экспериментальными высевающими аппаратами

Показатели

Единицы

Сравниваемые варианты Базовый 1 Проектный

измерения вариант ССТ-12Б 1 вариант 1 СОТ-12Б зкеп 1 Разница

+МТЗ-80 ! »-М'П-80

Стоимость продукции руб./год 1250625 ; 1421 ООО 170375

Текущие издержки р\'б./год 8664 I 8684 1 20

Издержки на реновацию руб. .'год руб./год 9769 ! 9794 25

Суммарные издержки 18433 ! 18478 45

Суммарный коэффициент !

издержек на реновацию и 1

разновременные затраты °0 22.5 22.5 -

'Экономический эффект за ' т 1

весь срок эксплуатации руб. 757020

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Создание организованного ряда дражированных семян перед входом в ячейки позволило увеличить окружную скорость высевающего диска в экспериментальном аппарате до 0,44 м/с по сравнению с 0,22 м/с в серийном аппарате, обеспечивая коэффициент заполнения 95 процентов. Для обычных семян такое же заполнение достижимо при окружной скорости диска равной соответственно 0,20 и 0.10 м/с.

2. Коэффициент вариации потока семян на выходе из экспериментального аппарата в 1,2 - 1,3 раза меньше, чем у серийного. Такое же соотношение этих показателей сохраняется и при анализе распределения семян в борозде.

3. Для повышения точности выходного потока семян размер высевного окна должен быть минимально возможным и равным верхнему пределу фракции калибровки, при переходе от одной фракции к другой следует изменять размер окна, например путём применения сменных выталкивателей.

4. Коэффициент вариации интервалов времени выброса семян линейно зависит от числа ячеек на диске. Для более высокой точности предпочтительно скоростное дозирование с малым числом ячеек, когда ич шаг расстановки намного больше рассеивающих факторов (вариации положения семян, позиции ячейки на момент выброса, условия встречи с выталкивателем и т. д.).

5. При высеве высококачественных дражированных семян с нормой 4,55,6 шт./м экспериментальный аппарат обеспечивает размещение семян в соответствии с нормальным распределением, т.е. с коэффициентом вариации интервалов Vc < 0.34. на скоростях движения аг регата до 2,5 м/с, а серийный - до 2,1 м/с. При посеве обычных семян с нормой 7 шт./м ни один из сопоставляемых аппаратов не обеспечивает нормального распределения, несмотря на то, что у экспериментального аппарата коэффициент вариации существенно меньше, чем у серийного.

6. Вероятное')!» накопления массы корнеплодом с разноудаленных участков площади питания можч-ч бьмь аппроксимирована законом Лапласа, на основании которого можно вычислить заранее относительную массу корнеплода в функции от обоих прилегающих интервалов. Регулярное распределение растений показывает абсолютный максимум урожайности при размере интервала от 12 до ! X см по мере улучшения почленно-потдных условий.

7. При посеве яченсго-дисковымн аппаратами обычных или дражированных семян с нормой 5-7 шт. м и скоростью движения 1.4-2,6 м/с коэффициент вариации интервалов между семенами в борозде находится в пределах 0,24-0,84, их плотность вероятности может быть аппроксимирована гамма-распределением, а по всходам - тем же законом, но /^-преобразованным по коэффициенту полевой всхожести.

8. Предложенная математическая модель и алгоритм расчета относительной урожайности определяю! нот показатель с hoi реншооью 1.5-2.8 процента последующим исходным данным:

• для распределения семян - по установленной норме высева, коэффициенту заполнения ячеек (или по фактической норме высева), коэффициенту вариации интервалов и полевой всхожести; -

• для распределения растений - по их густоте насаждения и коэффициенту вариации интервалов.

9. Для достижения 95-процентного уровня урожайности при полевой всхожести семян р ~ 0,8-0,9 необходимо высевать Л* - 8-9 шт./м с коэффициентом вариации интервалов Ус = 0,25-0,40, что равнозначно распределению растений с густотой насаждения Л ~ 5-8 шт./м и коэффициентом вариации интервалов V< 0,5.

10. В условиях производственного посева при скорости движения агрегата 2,17 м/с экспериментальный аппарат показал более высокие результаты по биологической урожайности корнеплодов; на поле, засеянном недражировам-ными семенами при скорости движения агрегата 2,04 м/с и одинаковой установленной норме высева 7,05 шт./м экспериментальный аппарат обеспечил прирост урожайности на 13,5 процентов, т.е. 396 против 349 ц/га.

11. Экономический эффет от производства и использования сеялки ССТ-12Б с экспериментальными высевающими аппаратами составляет 757020 руб. за восьмилетний срок эксплуатации, что свидетельствует об экономической целесообразности производства н применения предлагаемых аппаратов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Василенко C.B., Акимов Г.Л., Василенко В.В. Устройство дая прореживания всходов сахарной свеклы. Авт. св. СССР № 1477265. Бюлл. Хз 17, 1989.

2. К ¿rapo г. К.Р.. Васнлснко ВВ., Василенко C.B. Моделирование инверсии семян при пунктирном посеве. Методы н средства научных исследований процессов механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. Воронежского госагроуниверситета. Воронеж. 1996. -С. 93 - 99.

3. Казаров К.Р., Василенко В В., Василенко C.B. Методы расчета влияния полевой всхожести семян на распределение растений. Там же. С. 99 - 108.

4. Василенко C.B. Программируем урожайность. Сахарная свекла. -Xs 4, 1998. -С.10-П.

5. Васнлснко C.B. Влияние размещения растений в рядке на урожайность сахарной свеклы. Совершенствование технологий и технических средств производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. тр. Воронежского госагроуниверситета. - Воронеж. 1998. - С. 24-29.

6. Василенко C.B. Высевающий аппарат. Патент РФ Na 2108703. - Бюлл. № 11, 1998.

7. Василенко В.В., Василенко C.B. Распределение семян и растений сахарной свеклы при пунктирном высеве. Техника в сельском хозяйстве. - №1, 1999,- С. 6 - 9.

8. Васнлснко C.B. Совершенствуем высевающий диск. Сахарная свекла. -М>2,1999,- С. 19.

9. Василенко C.B. Полевые испытания высевающего аппарата для сахарной свеклы. Направления стабилизации развития и выхода из кризиса АПК в современных условиях: Тезисы докладов международной иауч.-практич. конф. молодых ученых и специалистов. Воронеж. 1999,- С. 163 - 164.

10. Казаров K.P., Василенко В.В., Василенко C.B., Лукина И.К. Математический метод оценки точности распределения растений сахарной свеклы в рядке. Теория, постановка и результаты агроинженерного эксперимента: Сб. шуч. тр. Воронежского госагроуии-вераггета. - Воронеж, 1999. - С. S4 - 89.

11. Василенко В.В., Василенко C.B. Обоснование предела точности дозирования семян згчесто-дисковыми аппаратами. - Техника в сельском хозяйстве. - Xsl, - 2000. - С. 34-35.

12. Казаров K.P., Василенко В.В., Василенко C.B., Лукина И.К. Оценка площади питания сахарной свеклы имитационным моделированием. - Природопользование: ресурсы, техническое обеспечение. - Межвузовский сб. науч. тр. - Воронеж, 2000. - С. 159-161.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Общие положения.

1.2. Аппараты точного высева и пути повышения качества их работы.

1.3. Факторы, влияющие на точность дозирования семян.

1.4. Закономерности распределения семян и растений сахарной свеклы.

1.5. Продуктивность растений сахарной свеклы как критерий оценки густоты и равномерности их размещения в рядке.

1.6. Выводы и постановка задач исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УЛУЧШЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА И ОЦЕНОЧНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗМЕЩЕНИЯ РАСТЕНИЙ.

2.1. Выравнивание рядов семян перед входом в ячейки.

2.2. Влияние длины выбросного окна и шага ячеек на равномерность выходного потока семян.

2.3. Образование пунктирного ряда семян.

2.4. Распределение растений в рядке.

2.5. Расчет относительной урожайности корнеплодов.

2.6. Выводы.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Программа исследований.

3.2. Условия проведения экспериментов.

3.3. Характеристика объектов исследований.

3.4. Приборы и аппаратура.

3.5. Схемы экспериментов.

3.6. Техника проведения экспериментов.

3.7. Методы обработки результатов экспериментов.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Исследование заполняемое™ ячеек у экспериментального и серийного высевающих аппаратов.

4.2. Равномерность потока семян на выходе из аппаратов.

4.3. Влияние длины высевного окна и числа ячеек на коэффициент вариации интервалов.

4.4. Распределение семян в борозде.

4.5. Распределение всходов в рядке.

4.6. Исследование качественных показателей размещения семян и растений при высеве экспериментальным и серийным аппаратами с различными скоростями движения.

4.7. Сравнительные результаты работы высевающих аппаратов по урожайности корнеплодов.

4.8. Выводы по результатам экспериментальных исследований.

5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

5.1. Реализация результатов исследований.

5.2. Расчет экономической эффективности от производства и использования экспериментального высевающего аппарата на сеялке ССТ-12.

Актуальность работы. Сахарная свекла является единственной технической культурой в Российской Федерации, из которой вырабатывается сахар. Для достижения экономической самостоятельности в обеспечении населения этим ценнейшим продуктом питания страна должна выращивать ежегодно 55 - 60 млн. т сахарной свеклы и производить 7- 8 млн. т сахара. Однако в последние годы производство сахарной свеклы и сахара сократилось. Важнейшей причиной сокращения производства является сравнительно большая трудоемкость возделывания этой культуры, сложность технологии, которая на фоне общего экономического спада порождает новые трудности. В этих условиях приобретают особую актуальность вопросы обоснования рациональных агротехнических приемов возделывания культуры, технологических параметров посева, совершенствования конструкций сеялок и в частности - их высевающих аппаратов, прогнозирование урожайности на стадии формирования густоты насаждения, что позволит более аргументировано и рационально выбрать необходимую густоту и точность размещения семян, оценить влияние качества посевного материала на главный критерий - урожайность.

Повышение точности пунктирного высева ячеисто-дисковым аппаратом может быть осуществлено применением скоростного дозирования семян на основе конструктивной доработки аппарата, использующей явление образования организованных рядов семян перед входами в ячейки. Этому же способствует и обоснование размеров высевного окна применительно к той или иной фракции посевного материала.

Прогнозирование урожайности по отношению к максимально возможному уровню при идеальном размещении растений возможно при использовании вероятностных методов анализа распределения семян и растений, а также теоретической зависимости продуктивности отдельного растения от условий его размещения в рядке среди двух соседних. Для этого необходима разработка математической модели накопления продуктивной массы растения и алгоритма расчета урожайности на ЭВМ.

Работа выполнена на кафедре сельхозмашин Воронежского ГАУ им. К.Д. Глинки. В соответствии с планом НИР кафедры она выполнена по комплексной теме 19.1 «Разработка ресурсосберегающей технологии возделывания сельскохозяйственных культур и технических средств для ее реализации».

Цель исследования. Повышение равномерности распределения семян за счет совершенствования конструкции ячеисто-дискового высевающего аппарата и уточнение методики оценки качества распределения семян и растений по критерию урожайности корнеплодов.

Объект исследования. Ячеисто-дисковый высевающий аппарат свекловичных сеялок типа ССТ -12 и статистические ряды распределения семян и растений.

Методика исследований. Тензометрирование выходных потоков семян на стендовых испытаниях высевающих аппаратов с последующей компьютерной обработкой результатов наблюдений в системе МаШсаё. Составление статистических рядов распределения семян и всходов по результатам работы сопоставляемых высевающих аппаратов в полевых условиях. Анализ числовых характеристик и законов плотности распределения случайной величины - интервала между семенами или растениями, их влияния на урожайность корнеплодов.

Научная новизна. Разработана конструкция высевающего аппарата, позволяющая формировать организованный ряд семян перед входом в ячейки высевающего элемента. Установлена взаимосвязь длины выходного окна и разброса размеров семян внутри фракции калибровки с числовыми характеристиками потока на выходе из аппарата. Уточнена методика прогнозирования урожайности корнеплодов на основе аппроксимации размещения растений гамма-распределением случайной величины, разработана математическая модель и алгоритм расчета.

Практическая значимость. Предложенная конструкция высевающего аппарата обеспечивает снижение коэффициента вариации потоков дражиро-ванных и недражированных семян на 20 - 30 % (патент РФ № 2108703), что повышает урожайность корнеплодов с экономическим эффектом 757 тыс. руб. за восьмилетний срок эксплуатации сеялки.

Математическая модель и алгоритм расчета относительной урожайности позволяют определить этот показатель на стадии посева, что дает основание аргументировано корректировать технологические параметры посевной операции. Разработана таблица и карта линий уровня относительной урожайности кондиционных корнеплодов в зависимости от густоты насаждения (4 -10 шт./м) и коэффициента вариации интервалов по всходам (20 - 100 %).

Апробация работы. Основные материалы работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Воронежского госагроуниверситета в 1997-1999 гг., на международной конференции молодых ученых (г. Воронеж, ВГАУ) в 1999 г., на НТС Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Воронежской области в 1999 г.

Публикации. По результатам исследований автором опубликовано 10 статей общим объемом 2,3 печатных листа, получено одно авторское свидетельство и один патент.

На защиту выносятся следующие вопросы:

• обоснование применения организованного ряда семян перед входом в ячейки высевающего элемента;

• установление взаимосвязи шага ячеек, длины выходного окна и разброса размеров семян внутри фракции калибровки с числовыми характери» уточнение методики прогнозирования урожайности корнеплодов на основе аппроксимации размещения растений гамма-распределением случайной величины, разработка математической модели и алгоритма расчета.

• уточнение методики прогнозирования урожайности корнеплодов на основе аппроксимации размещения растений гамма-распределением случайной величины, разработка математической модели и алгоритма расчета.