Введение к работе
Актуальность темы.
Важное место в системе мероприятий, напрагшенных на получение ысоких урожаев сельскохозяйственных культур, принадлежит подготовке емян к посеву. Это обусловлено необходимостью активизировать начальный іериод их развития, процессы обмена веществ в семенах и на этой основе скорить рост растений и обеспечить устойчивость к заболеваниям. Для осстановления энергетического баланса клеток и защиты растений от редителей и болезней применяют тепловые, звуковые, лучистые, лектростатические, электронные, химические и биологические методы бработки.
Среди современных методов предпосевной обработки семян наиболее ;ерспективной является высокочастотная технология, объединяющая, лектрические и тепловые процессы воздействия на семена и позволяющая существлять их регулирование.
Широкое распространение высокочастотной технологии обработки семян держивается сложностью процессов воздействия электромагнитных полей на емена и неопределенностью зависимостей последующего развития растений т внешних воздействий. Для решения существующих проблем необходима азработка адекватных математических средств моделирования и оптимизации истем в условиях неполной информации.
Поэтому проблема получения эффективных режимов обработки семян и оздание математических средств обработки результатов является актуальной.
Целью диссертации является снижение энергетических затрат при ермообработке семян пшеницы энергией ВЧ поля.
Цель достигается путем решения следующих задач:
-Разработать теоретическую модель влияния параметров лектромагнитного ноля высокой частоты (ЭМПВЧ) на нагрев семян.
-Обосновать методику экспериментальных исследований по определению ффекгивпых режимов обработки семян на примере пшеницы, сформировать на той основе базы данных для последующего статистического анализа.
-Изготовить рабочую ВЧ камеру и подобрать оборудование для пределения рациональных технологических режимов предпосевной ысокочастотной обработки семян пшеницы.
-Разработать полиномиальные и непараметрические модели оценки осевных качеств и урожайности сельскохозяйственных культур при ысокочастотной технологии обработки семян.
-Построить статистические гибридные модели и модели коллективного ипа для прогнозирования показателей урожайности сельскохозяйственных ультур при ВЧ обработке семян.
-Разработать непараметрические алгоритмы выбора рациональных гхнологических параметров высокочастотной обработки семенного материала, беспечивающих решение задач оптимизации при неявно заданных гатистических моделей исследуемого процесса.
-Определить эффективные варианты технологических режш* высокочастотной предпосевной обработки семян пшеницы с использованн предложенных математических моделей.
Объект исследования.
Режимы предпосевной высокочастотной обработки семян.
Методы исследований. Для решения поставленных задач использовш аппарат теории планирования эксперимента, методы нелараметрическ статистики и коллективного оценивания, алгоритмы распознавания образої оптимизации неопределенных систем. Активное планировав технологического эксперимента, статистические методы обработки результат эксперимента (дисперсионный и регрессионный анализ), поиск экстрему численным методом, методика полевого опыта.
Научная новизна исследований. Впервые с единых теоретических позии разработана математическая модель обработки увлажненных семян высокочастотном поле, разработаны статистические модели решения за/ исследования высокочастотной предпосевной обработки семян пшенш позволяющие прогнозировать ее показатели эффективности и осуществлю выбор рациональных технологических режимов.
В частности:
-
Дано теоретическое обоснование способа предпосевной высокочастотн обработки семян пшеницы.
-
Обоснованы параметры и методика исследования высокочастотн обработки и определены основные факторы воздействия электромагнитне поля на семена пшеницы.
-
Разработаны статистические модели прогнозирования посевных качестг урожайности семян пшеницы," обеспечивающие уточнение традиционн полиномиальных аппроксимаций за счет непараметрического оценивав функции невязки.
-
На основе непараметрических алгоритмов оптимизации формализовг проблема выбора рациональных технологических параметров предтюсевн высокочастотной обработки семян, предложены методы ее решения и неявно заданных условиях оптимизации.
-
Разработана и изготовлена ВЧ камера с изменяющимися параметра напряженности и частоты электромагнитного поля.
-
Получены адекватные уравнения регрессии, связывающие результативн признак (урожайность, всхожесть, зараженность, температура нагре энергия прорастания) с режимными параметрами высокочастотн обработки семян (частота электромагнитного поля, экспозиция, вре увлажнения, норма высева, период "обработка-посев").
-
Получены рациональные сочетания технологических параметр высокочастотной обработки семян пшеницы, обеспечивающие сохранен максимального эффекта прибавки урожая и снижение зараженности семян
-
Разработана производственная установка для предпосевн высокочастотной обработки семян.
Практическая значимость работы. Выполненные исследования создают азу для проектирования технологии и технических средств предпосевной ысокочастотной обработки семян пшеницы по данным экспериментальных сследований.
Особенность разработанных в диссертации статистических моделей и пгоритмов оптимизации состоит в возможности их адаптации к различным гльскохозяйственным культурам при решении задач прогнозирования их азвития и управления этим процессом.
Предложенная методика организации экспериментальных исследований и гатистические модели анализа их результатов позволили определить ационалыше режимы технологии предпосевной высокочастотной обработки гмян пшеницы.
Разработан комплекс программ для IBM PC, позволяющий определять ежимные параметры технологии обработки семян.
Реализация результатов.
Установка по предпосевной обработке семян испытана в роизводственных условиях учхоза "Миндерлинское" Сухобузимского района.
Результаты исследований использованы в методических рекомендациях интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ олей", которые утверждены на НТС Госагропрома СССР.
Результаты исследований используются в учебном процессе КрасГАУ и публикованы в монографии [32].
Автор защищает:
-теорию и методику исследований высокочастотной технологии редпосевной обработки семян пшеницы;
-статистические модели прогнозирования посевных качеств и урожайности гмян пшеницы, обработки ВЧ полями, обеспечивающие совместное спользование известных полиномиальных аппроксимаций искомых шисимостеи и непараметрических статистик для их корректировки по сспериментальным данным;
-непараметрические методы выбора рациональных технологических араметров предпосевной высокочастотной обработки семян;
-способ и установку по предпосевной ВЧ обработке семян ;льскохозяйственных культур;
-эффективные режимы термообработки семян пшеницы энергией ВЧ поля.
Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись и эсуждались на международных, всероссийских и региональных энференциях, симпозиумах, совещаниях и семинарах, в частности: ИИзащиты растений, Ленинград, 1983-1985 гг.; Научная конференция, ИМЭСХ, 1983 г., ВНИИ ТВЧ, Ленинград, 1983-1985 гг.; VIII Всесоюзный шпозиум по водному режиму растений, Ташкент, 1984 г.; Киевское тециальное проектно-коиструкторское бюро "Укрсортсемовощ", Киев, 1986 г.; ПО "Союзлекраспром", Ленинград, 1987 г.; НТС Красноярского СХИ, 1987 г.; аучно-технический Совет Госагропрома СССР, Москва, 1988-1989 гг.; їгиональная научно-техническая конференция "Ресурсосберегающие
технологии" в Волгоградском СХИ в 1988 г.; научные конференции КрасГА Красноярск, 1983-1998 гг.; Всесоюзная научно-практическая конференции международным участием "Достижения науки и техники — развит] сибирских регионов", Красноярск, 24-26 марта, 1999 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы одна монография, і методические рекомендации, одно учебное пособие, два патента и і авторских свидетельства на изобретения, 6 статей, два отчета по научш исследованиям, 18 тезисов докладов, один информационный листок.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введеш пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 1 наименований, и приложений, изложена на 119 страницах машинописне текста, содержит 20 рисунков и 8 таблиц.
