Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ.... 6
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ВЫ
БОР НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 10
-
Технология выведения новых гибридов кукурузы 10
-
Специфика научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области механизации процессов селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства 14
-
Современное состояние механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве кукурузы 17
-
Подготовка опытного поля 18
-
Посев опытных делянок 19
-
Уход за посевами 26
-
Уборка опытных делянок и оценка полученного урожая 30
-
Послеуборочная обработка початков 38
-
Устройства для отбора проб почвы на влажность 62
-
Технологические свойства растения кукурузы и его составных частей 65
-
Обоснование рабочей гипотезы и постановка проблемы исследования 86
-
Цель и задачи исследования 90
2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ, СОРТОИСПЫТАНИЯ И ПЕРВИЧ
НОГО СЕМЕНОВОДСТВА КУКУРУЗЫ 91
2.1 Основные положения комплексного подхода к обоснованию тех
нических средств 91
2.2 Обоснование структуры комплекса технических средств 98
2.2. Разбивка опытных делянок. 101
2.2. Посев опытных делянок 102
2.2. Уход за посевами 104
2.2. Опыление растений 105
з
2.2. Наблюдение за посевами 106
2.2. Уборка опытных делянок 106
2.2. Оценка полученного урожая 107
2.2. Послеуборочная обработка и хранение семян 108
2.2. Отбор проб почвы ПО
2.2.1 Структура перспективного комплекса технических средств НО
-
Разработка математической модели определения оптимальных сроков разработки технических средств 112
-
Выводы по разделу 122
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИС
СЛЕДОВАНИЙ 123
-
Программа экспериментальных исследований 123
-
Методика экспериментальных исследований 123
-
Общая методика экспериментальных исследований 123
-
Методика оценки механического повреждения семян 124
-
Методика определения качественных показателей работы селекционной кукурузокалибровочной машины 133
-
Методика определения качественных показателей работы сеялки
для первичного семеноводства 134
-
Методика определения качественных показателей работы молотильных аппаратов 135
-
Методика скоростной киносъемки процесса обмолота початков.... 137
-
Методика оценки качества работы устройства для отбора проб почвы 139
-
Методика обработки опытных данных 140
-
Измерительная аппаратура и погрешности измерений 143
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ ,.. 146
4.1 Результаты исследования по созданию селекционной кукурузока
либровочной машины 146
-
Технологическое обоснование числа фракций при калибровке семян кукурузы 146
-
Обоснование конструктивно-технологической схемы селекционной кукурузокалибровочной машины , 159
-
Оптимизация основных параметров селекционной кукурузокалибровочной машины 166
-
Сеялка для первичного семеноводства кукурузы 180
-
Влияние сортовых особенностей кукурузы на энергозатраты при резании стеблей 187
-
Разработка прокосчика-измельчителя отцовских форм кукурузы... 190
-
Результаты исследования процесса отделения початков от стебля.. 196
-
Сопротивление плодоножек початков разрыву 196
-
Определение мощности, потребляемой на отрыв початков стреп-перным аппаратом 200
-
Методика расчета основных параметров початкоочистительного аппарата 210
-
Обоснование конструктивно-технологической схемы и расчет основных параметров четырехрядного семеноводческого кукурузоуборочного комбайна 215
-
Обоснование конструктивно-технологической схемы комбайна.... 215
-
Расчет основных параметров комбайна 217
4.8 Исследование процесса обмолота початков и разработка молоти
лок 223
-
Зависимость влажности зерна от влажности стержня 224
-
Обоснование конструктивно-технологической схемы и основны параметров аксиальной молотилки для первичного семеноводства.. 229
-
Разработка аксиальной молотилки для второго этапа селекции 233
-
Влияние материала рабочих органов на качественные показатели процесса обмолота початков 241
4.8.5 Методика расчета основных параметров вертикально-конусного
аппарата для обмолота початков на этапе первичного семеновод
ства 243
-
Модернизация тангенциальной молотилки для первичного семеноводства 252
-
Результаты экспериментального исследования вальцовых молотилок 257
4.9 Обоснование рабочих органов устройства для отбора проб почвы.. 265
-
Разработка методики оценки кукурузы на адаптивность к механизированной уборке 270
-
Предложения по совершенствованию технических средств механизации полевого эксперимента в селекции кукурузы 279
4.11. Пневматический высевающий аппарат к сеялке для первичного
семеноводства 279
4.11. Повышение качества работы стрепперного початкоотделяющего
аппарата 281
4.11. Повышение пропускной способности стационарного початкоочи-
стительного аппарата 283
4.11. Селекционная однопочатковая тангенциальная молотилка 288
4.11. Линия обмолота селекционного материала кукурузы 297
4.11. Способ обмолота початков кукурузы 303
4.12 Выводы по разделу 310
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 313
-
Общие положения 313
-
Расчет эффективности инвестиций в разработку четырехрядного семеноводческого комбайна 316
-
Расчет эффективности инвестиций в разработку шестирядной сеялки для первичного семеноводства кукурузы 317
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 319
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ... 322
ПРИЛОЖЕНИЕ 347
Введение к работе
В стабилизации валовых сборов зерна в целом, важная роль отводится увеличению производства зерна кукурузы, как одного из основных источников пополнения кормовой базы животноводства. В современных экономических и экологических условиях увеличение производства зерна кукурузы не может быть достигнуто только за счет расширения площади посева. Кроме того, нет резервов в наращивании интенсификации земледелия, так как и без того напряжена экологическая обстановка. Выходом из создавшейся ситуации может быть использование технологий, основанных на энергосбережении, биологизации и оптимизации растениеводства /208/. Существенным элементом этих технологий является использование достижений селекции.
В России кукуруза возделывается на площади 4,5 млн. га, в том числе на зерно до 0,8 млн. га. По масштабам производства и области применения кукуруза относится к числу основных кормовых культур нашей страны.
Ежегодная потребность в семенах кукурузы всех уровней составляет 100... 120 тысяч тонн. Основными российскими производителями семян кукурузы являются Краснодарский край, Ставропольский край и Кабардино-Балкарская республика.
Естественно, что сопутствующие объемы селекционно-семеноводческой работы невозможно качественно выполнить без соответствующего технического оснащения.
Комплекс машин для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства кукурузы, представленный в «Системе машин для сельскохозяйственного производства на 1981-1985 гг.» /193/, включал в себя 11 наименований технических средств, из которых только четыре позиции были доведены до постановки на производство. Этого количества машин недостаточно для комплексной механизации полевого эксперимента в селекции кукурузы. По нашим оценкам для этого требуется до 23 различных технических средств.
Появление отдельных технических средств решает частные задачи механизации некоторых технологических процессов и не увязывается в единый
7 комплекс машин. Кроме того, при разработке машин не всегда учитываются биологические особенности гибридов и линий кукурузы.
Сложившееся положение во многом объясняется отсутствием комплексного подхода к разработке технических средств.
Научная проблема состоит в том, что отсутствуют знания, позволяющие осуществить как выбор ключевых машин для механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве кукурузы и определить их параметры, увязанные с параметрами опытного поля, так и определить сроки разработки технических средств новых типов.
Изложенный в работе материал посвящен исследованию этой проблемы и является итогом научно-исследовательской работы автора, которая выполнялась с 1986 года в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко, утвержденным ВРО ВАСХНИЛ: «Разработать машинную технологию работ в селекции и семеноводстве кукурузы» (проблема 0.51.12, подраздел 01.01.Т369, 1986-1990 гг.); атакже по плану РАСХН в 1994-1998 гг.: «Разработать комплекс машин для механизации работ в селекции и полевом эксперименте» (№ ГР 01.9.10.041538).
Цель исследований - механико-технологическое обоснование комплекса технических средств для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства кукурузы.
Объекты исследований - технология выведения новых гибридов кукурузы; рабочие органы, макетные и опытные образцы разрабатываемых технических средств.
Предмет исследований - выявление закономерностей технологических процессов: сортировки семян; отделения початков от стебля; очистки початков от оберточных листьев; обмолота початков.
Научную новизну работы составляют: - методические основы обоснования структуры комплекса технических средств для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства кукурузы; - математическая модель определения оптимальных сроков разработки технических средств новых типов; аналитические зависимости составляющих баланса мощности, потребной на отделение початков от стебля, от основных параметров стреппер-ного початкоотделяющего аппарата и прочностных свойств кукурузного стебля и плодоножки початка; аналитические зависимости между усилиями прижима початков к вальцам и вальцов друг к другу от физико-механических свойств початков; - эмпирическая зависимость влажности зерна от влажности стержня. Новизна и полезность разработок подтверждена тремя авторскими свидетельствами на изобретения СССР и тремя положительными решениями на получение патентов РФ.
Практическую ценность работы представляют: рекомендации по применению терминов и определений в области механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве кукурузы; параметры опытного поля, схемы посева и требования к типажу посевных и уборочных машин в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве кукурузы; конструкции: селекционной кукурузокалибровочной машины, сеялки для первичного семеноводства, прокосчика-измельчителя отцовских форм кукурузы, молотилки для первичного семеноводства, молотилки для второго этапа селекции, устройства для отбора проб почвы на влажность; методики расчета основных параметров вертикально-конусной молотилки и початкоочистительного аппарата; методика оценки новых гибридов кукурузы на адаптивность к механизированной уборке.
Использование этих материалов в конструкторских организациях позволит сократить затраты на НИОКР при разработке технических средств механизации полевого эксперимента в селекции кукурузы.
На защиту выносятся: - основные положения комплексного подхода к обоснованию технических средств для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства кукурузы; - математическая модель определения оптимальных сроков разработки технических средств новых типов; результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию технологических схем и основных параметров следующих технических средств: селекционной кукурузокалибровочной машины, сеялки для первичного семеноводства, прокосчика-измельчителя отцовских форм кукурузы, молотилки для первичного семеноводства, молотилки для второго этапа селекции, устройства для отбора проб почвы на влажность; результаты исследований по определению баланса мощности, потребной на отделение початков от стебля стрепперным аппаратом; методики расчета основных параметров вертикально-конусной молотилки и початкоочистительного аппарата; методика оценки новых гибридов кукурузы на адаптивность к механизированной уборке; предложения по совершенствованию технических средств механизации полевого эксперимента в селекции кукурузы.
В части разделов диссертации использован материал, полученный автором совместно с кандидатом технических наук В.В. Куцеевым, инженером Ю.В. Евтушенко, а также фитопатологом Н.М. Гридневой.
Искренне признателен заведующему отделом механизации Краснодарского НИИСХ К.А. Сохту и другим сотрудникам этого отдела, принимавшим участие в разработке экспериментальных установок.
Выражаю благодарность доктору технических наук, профессору B.C. Кравченко за сотрудничество в проведении исследований по обмолоту початков.
