Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 6
1.1. Характеристика производства сои в Приморском крае 6
1.2. Состояние вопросов технологии посева сои . 14
1.3. Анализ теоретических и экспериментальных исследований по вопросам оптимизации использования посевных агрегатов 26
Цель и задачи исследования 36
2. Теоретические исследования взаимосвязи параметров технологии посева сои 39
2.1. Методические предпосылки теоретических исследований 39
2.2. Взаимосвязь параметров технологии 39
2.3. Исследование оптимальных параметров технологии и режимов работы посевных агрегатов . 49
3. Программа и методика исследований 61
3.1. Программа исследований 61
3.2. Методика исследований 61
3.3. Частные методики экспериментальных исследований 67
3.4. Методика полевого опыта по исследованию параметров ленточно-безрядкового способа посева сои 78
3.5. Методика обработки экспериментальных данных и оценки погрешностей измерений 83
4. Результаты экспериментальных исследований 86
4.1. Определение оптимальных параметров ленточно-безрядкового способа посева сои 86
4.2. Влияние скорости движения и объема технологических емкостей на энергетические показатели посевных агрегатов 91
4.3. Влияние скорости движения на квалиметрические показатели прямолинейности посева сои 101
4.4. Влияние параметров технологии посева на производительность агрегатов 105
4.5. Обоснование оптимальных параметров технологии ленточно-безрядкового посева сои 115
5. Эффективность внещрения результатовисследований 125
5.1. Экономическая эффективность широкозахватных агрегатов 125
5.2. Обоснование экономической эффективности параметров ленточно-безрядкового посева сои 132.
Выводы и рекомендации производству 134
Литература 136
Приложение 149
- Характеристика производства сои в Приморском крае
- Исследование оптимальных параметров технологии и режимов работы посевных агрегатов
- Частные методики экспериментальных исследований
- Определение оптимальных параметров ленточно-безрядкового способа посева сои
Введение к работе
ХХУТ съезд КПСС разработал широкую комплексную программу развития народного хозяйства страны, значительного повышения материального и культурного благосостояния советского народа. При этом центральной проблемой как было отмечено и в хозяйственном и политическом плане - является продовольственная проблема Щ. Всестороннее решение вопросы этой проблемы нашли в материалах майского (1982 г,) Пленума ЦК КПСС [2].
Ведущим направлением в развитии продовольственного комплекса Дальнего Востока и, в частности, Приморского края является производство сои, - исключительно ценной по своему народно-хозяйственному значению культуры. Посевы ее в нашей стране занимают около I млн .га и располагаются, главным образом, на Дальнем Востоке, в том числе в Приморском крае - около 150 тыс.га. Отсутствие специализированных для ее возделывания машин обусловливает и несовершенство применяемой при этом технологии. Этим, в частности, объясняется тот факт, что, несмотря на все возрастающий уровень интенсификации сельского хозяйства, урожаи этой культуры в дальневосточном регионе все еще низки (не более 6...7 ц/га), а валовые сборы ее не удовлетворяют народно-хозяйственным потребностям страны.
В связи с этим, особую важность приобретают вопросы использования наиболее рациональных вариантов технологических операций и эффективного использования техники при возделывании сои с целью повышения ее урожайности.
Одной из наиболее характерных особенностей возделывания сои в Приморском крае являются сжатые агротехнические сроки ее посева, определяемые условиями необходимого прогревания и влажности верхнего слоя почвы. Это требует применения высокопроизводительной посевной техники.
Не менее важным является и строгое соблюдение качества посева сои - равномерной заделки ее семян на влажное уплотненное семенное ложе. Анализ многочисленных исследований показывает, что наиболее полно соответствует биологическим особенностям сои предлагаемый Приморским сельскохозяйственным институтом ленточ-но-безрядковый способ посева, осуществляемый сошниками в форме стрельчатых лап. Для его практической реализации в институте были созданы и специальные соевые сеялки - культиваторы. Опытное применение этих машин в ряде хозяйств Приморского края показало, что урожай сои за счет качества выполняемого ими технологического процесса повышается на 2...4 ц/га.
Однако, несмотря на многие положительные аспекты применения этих машин, вопросы оптимизации технологического процесса посева сои ленточно-безрядковым способом и комплектования агрегатов применительно к этому способу посева еще не изучены.
Решение этих вопросов на основе анализа имеющегося научно-технического материала не представляется возможным из-за почти полного отсутствия подобных исследований по сое. Кроме того, результаты исследований технологии посева других пропашных культур весьма разрозненны и подчас носят противоречивый характер, что не позволяет сделать определенные выводы.
Принимая это во внимание, данная работа посвящена исследованию технологии ленточно-безрядкового посева сои и обоснованию путей повышения эффективности использования посевных агрегатов применительно к условиям Приморского края.
Характеристика производства сои в Приморском крае
На Дальнем Востоке соя издавна возделывалась в Приморском крае. После социалистической реконструкции сельского хозяйства самое широкое распространение получила эта культура и в других областях Дальнего Востока - в Хабаровском крае и в Амурской области, а также в областях и республиках европейской территории нашей страны [5б].
В настоящее время возделыванием сои занимаются более 40 стран мира, а посевные площади ее за последние десятилетия возросли более, чем до 42 млн.га [б]. Особенно широкое распространение и использование получила соя в США, где расположено около 50$ посевных площадей ее, а валовые сборы составляют около 1Ъ% мирового производства этой культуры.
Исключительно важное значение придается расширению производства сои и в нашей стране. В 1927 году она высевалась на площади 28,2 тыс.га. В последние годы посевная площадь под соей резко возросла и сейчас составляет около I млн.га.
Среди возделываемых в нашей стране сельскохозяйственных растений соя по содержанию белка занимает первое место, а по содержанию жира превосходит и многие масличные культуры. Среднее содержание белка в зерне сои составляет 36...4$ и более, жира -20...26$. Кроме того, зерно сои богато высокорастворимыми в воде ценными углеводами, разнообразными минеральными веществами, микроэлементами. Весьма разнообразен ферментативный и витаминный состав сои[5,56,Н0]. Ценность и своеобразие состава зерна сои обусловливают ее важное народно-хозяйственное значение и широкие возможности использования для продовольственных, промышленных и кормовых целей [7І]. В агротехническом отношении соя является наилучшей сидеральной культурой на Дальнем Востоке, источником биологического азота, улучшает физические свойства почвы [75,93] .
Являясь ценной технической и кормовой культурой, соя, вместе с тем, занимает важное место в экономике хозяйств. Ее большое народно-хозяйственное значение определило и высокие закупочные цены на эту культуру \99] . Поэтому не случайно, что соя является ведущей культурой в специализации хозяйств Приморья.
Получение такого уровня показателей в течение столь продолжительного времени дает все основания считать, что сложившаяся в Приморском крае технология возделывания сои требует своего совершенствования с учетом современных методов индустриализации аграрного труда. Опыт передовых хозяйств убеждает, что в условиях Приморья возможно получать ежегодно по 12...18 ц/га сои [7], 0 полной возможности высоких урожаев сои в крае говорит так же и тот факт, что Приморье является частью того сравнительно небольшого ареала Земли, где соя встречается в диком виде. Это позволяет сделать вывод, что природно-климатические условия края достаточно благоприятны для возделывания этой культуры.
Природные условия Приморья отличаются большим своеобразием, определяемым географическим положением края. Рельеф Приморья в основном горный. Самая большая равнина -Приханкайская. В этой долине располагаются все основные соевод-ческие районы края. Климат Приморья имеет резко выраженный муссонный характер, на формирование которого определяющее значение оказывает близость Тихого океана. муссонный климат Приморья определяет значительную неравномерность, выпадения осадков по периодам года (рис. I.I). Наблюдается постепенное их увеличение при переходе от весны к лету и осени [9]. Наименьшее количество осадков выпадает весной, а в апреле - мае бывают длительные периоды сухой ветренной погоды до 10-15 дней. Такие условия значительно ухудшают условия влаго-обеспеченности посевов особенно поздних теплолюбивых культур, овощей, гречихи, кукурузы, сои. Это существенно влияет на их всхожесть и дальнейшее развитие.
Характерной особенностью для Приморского края является высокая относительная влажность воздуха в летний период (80...90$).
На этот же период, в особенности на июль - август месяцы выпадает и период наиболее интенсивных дождей.
В связи с этим рациональное распределение растений по площади с целью их хорошей ироветриваемости является в этом отношении весьма важным для формирования высокого урожая.
Особой специфичностью обладает и температурный режим вегетационного периода растений Приморского края. По мнению проф. Воложенина А.Г. термические ресурсы вегетационного периода значительны 27]. Однако сумма положительных температур, колеблется по годам (приложение I). Поэтому запаздывание с посевом сои и других теплолюбивых культур означает недоиспользование тепловых ресурсов вегетационного периода и в раде случаев служит причиной их невызревания. Учитывая биологические особенности этих культур, сеять их нужно в предельно сжатые сроки.
Исследование оптимальных параметров технологии и режимов работы посевных агрегатов
В связи с многофакторностью и разнообразным характером явлений в данной работе использовался комплексный экспериментально-теоретический путь исследования. При этом применялись следующие методические приемы: наблюдения и вероятностно-статистические методы при изучении производственно-технологических условий; аналитические исследования,при изучении взаимосвязей и зависимоетей основных параметров технологического процесса посева сои; экспериментальные исследования параметров способа посева, а так же энергетических, качественных показателей и показателей использования рабочего времени агрегатов.
Исследование параметров способа посева и их влияния на урожайность сои теоретическим путем не представляется возможным, В связи с этим, эта задача решалась экспериментально путем закладки лабораторно-полевых и производственных опытов. При этом, наряду с изучением основных зависимостей, проводились и необходимые наблюдения и учеты сопутствующих условий, влияющих на урожай. В целом, методической основой проведение этой части исследований поолушли общепринятые рекомендации [29, 47].
В качестве основных предметов исследований были приняты посевные агрегаты на базе трактора ДГ-75М с полунавесной сцепкой СН-75 и трактора ЖЗ-80. Эти агрегаты комплектовались из прицепных сеялок-культиваторов конструкции Приморского СХЙ (в дальнейшем эти агрегаты будут обозначаться соответственно: ДТ-75М+СН-75+ 3 сеялки и MT3-80+I сеялка).
Выбор этих предметов исследования определялся следующим: наиболее высокими показателями качества работы отмеченных сеялок при посеве сои ленточно-безрядковым способом, наименьшей изученностью использования при посеве сои агрегатов с полунавесной сцепкой и имеющимся опытом по эксплуатации тракторных агрегатов при возделывании сои на Дальнем Востоке.
Наиболее важными показателями, определяющими режим работы агрегатов на посеве сои применительно к зональным условиям, являются энергетические, квалиметрические и эксплуатационно-экономические. С учетом теоретических предпосылок для оценки отмеченных показателей в качестве критериев использовались соответствующие величины. Качество работы агрегатов определялись: прямолинейностью рядков посева и равномерностью стыковых междурядий. Для широкозахватных агрегатов эти показатели измерялись как для крайних сеялок так и для средней. Энергетические возможности исследуемых агрегатов определялись следующими показателями: а) затрачиваемой эффективной мощностью двигателя; б) суммарным и удельным сопротивлением агрегата; в) величиной буксования трактора; г) степенью неравномерности тягового сопротивления; д) массовым расходом топлива. Зксшіуатационно-зкономические показатели характеризовались: а) поэлементными затратами циклового и сменного времени при работе агрегатов в производственных условиях; б) производительностью агрегатов и погектарным расходом топлива. Точность изучаемых значений отмеченных показателей во многом зависит от выбора методов и средств их измерения. Для измерения энергетических параметров работы агрегатов был использован метод электротензометрирования. Для проведения энергетических испытаний агрегатов использовалась смонтированная на кафедре "Эксплуатации машинно-тракторного парка" Приморского СХИ при участии автора передвижная тензо-метрическая лаборатория на базе автомобиля УАЗ-45І. Общий вид расположения приборов в лаборатории показан на рисунке 3.2.
Частные методики экспериментальных исследований
В период подготовки к испытаниям агрегатов были установлены и подготовлены к работе необходимые приборы и приспособления, а также распределены обязанности между техническим персоналом. При подготовке тракторов было проведено очередное техническое обслуживание. Независимо от его вида, в лабораторных условиях было оценено техническое состояние тракторов по основным функциональным и некоторым структурным диагностическим параметрам. В целом при подготовке тракторов были выдержаны требования ОСТ 70.2.2.-73 j%]. При проведении испытаний особое внимание уделялось подготовке сеялок-культиваторов. Вследствии особенности конструкции этих машин, в основу их подготовки положены нормативные материалы по методам испытаний сеялок и культиваторов [40...42J. При составлении широкозахватного агрегата строго выдерживалась симметричность расположения сеялок на боковых брусьях сцепки. Глубина заделки семян устанавливалась в соответствии с агротехническими рекомендациями. Вследствие большого объема измерений все испытания были разбиты на несколько серий опытов. Каждая серия включала полный объем измерений по изучению отдельных параметров. Загрузка агрегата посевным материалом во время энергетических испытаний, имитировались путем балластирования грузами,, рис. 3.8. Динамометрирование проводилось на различных рабочих скоростях от 3...4 км/ч до максимально возможной по загрузке двигате Синхронность работы персонала при испытаниях достигалась путем применения двухсторонней телефонной связи между водителем тензолаборатории, трактористом и оператором измерительных приборов. Хозяйственные испытания проводились при различной вместимости бункеров агрегата на разных скоростных режимах. Параметры агрегатов подбирались на основе данных динамометрирования. Для получения сравнимости результатов агрегаты комплектовались однотипными сеялками при одинаковой расстановке сошников (ширина междурядий составляла 0,7 м) и норме высева. Размеры загона для проведения контрольных смен определялись из условия обеспечения работы агрегата в течение 3...5 часов чистого времени. Для контроля затрат сменного времени использовался специально изготовленный хронометражний прибор, позволяющий посекунд-но определять продолжительность всех необходимых элементов смены и количество замеров. Для этого в конструкции прибора использованы электроишг/льсные часы и два блока счетчиков, (рис. 3.9). Участки для проведения испытаний в зависимости от направленности опытов подбирались с учетом типичности по удельному сопротивлению, длине гона, рельефу и составу почвы. Предварительная подготовка почвы участков соответствовала рекомендациям по подготовке почвы к посеву сои [П2]. Разбивка участков для энергетических испытаний проводилась в соответствии с ГОСТ 3018-52 и ГОСТ 3019-54. Характеристика этих участков приводится в таблице 3.1. Влажность почвы определялась по общепринятой методике весовым способом [77]. Почвенные образцы взвешивались на весах Задачей экспериментальных исследований параметров ленточно-безрядкового способа посева является установление вида зависимости между этими параметрами и урожайностью сои. Это позволяет установить границы их варьирования в оптимальной зоне с целью дальнейшего определения эксплуатационных параметров агрегатов и возможных вариантов установки ширины междурядий в широкозахватном агрегате из условия наименьших потерь урожая.
Определение оптимальных параметров ленточно-безрядкового способа посева сои
Полученный нами характер закономерностей изменения урожайности сои в зависимости от принятой нормы высева семян объясняется данными сопутствующих наблюдений (прилож. 13). Так, площадь листовой поверхности растений сои, имеющая определяющее значение в формировании урожая, с загущением посевов снижается. В связи с этим, при малых нормах высева, как свидетельствуют данные биометрического анализа, урожай сои формируется, главным образом, за счет ветвления растений (прилож. 14). При увеличении этого показателя урожайность достигается, в первую очередь, за счет густоты посева. Максимальное значение урожайности соответствует оптимальному сочетанию этих факторов.
Определенное влияние на урожай сои оказывает и ширина междурядий. В наших опытах влияние ширины междурядий на урожайность посевов сои выражена с достаточной определенностью. Анализ приведенных графиков (см.рис. 4.1) показывает, что сужение междурядий экспериментальных посевов ведет к повышению их урожайности.
Это объясняется тем, что, при прочих равных условиях, такое изменение рассматриваемого показателя улучшает распределение растений сои по поверхности поля Повышение урожайности наблюдается за счет увеличения ветвистости растений и их более высокой продуктивности, по сравнению с более широкорядными посевами, где растения загущены.
Большое влияние на формирование урожая сои оказывает засоренность посевов. Наши исследования убеждают, что этот фактор в значительной мере определяется не только принятым способом посева сои, но и величиной его основных параметров (прилож. 15, 16). Анализ результатов проведенных учетов показывает, что увеличение загущенности посевов вследствие соответствующего изменения изучаемых параметров, ведет к снижению количества сорняков в ленте. Однако чрезмерное загущение растений сои в ленте отрицательно сказывается на качестве обработки этой части посевов. В этом случае растения сои защищают сорняки от вычесывания прополочными боронками КЕН-38. Особенно четко прослеживается эта зависимость с изменением ширины междурядий ленточно-безрядковых посевов.
Наименьшая засоренность ленты достигается при ширине междурядий р 0,7 м. Количество сорняков на І м в этом случае в среднем по всем вариантам норм высева составило 6.1. Дальнейшее увеличение ширины междурядий на каждые 0,15 м приводит к увеличению засоренности в среднем на 39,1...39,7$. Несколько большая засоренность в ленте посевов с шириной междурядий 0,55 м обусловлена снижением количества междурядных обработок.
Достаточно четко прослеживается и зависимость засоренности междурядий посевов от принятой их ширины. Наибольший процент уничтожения сорняков достигается при культивации более широкорядных посевов. Так общее уничтожение сорняков в посевах с шириной междурядий 0,70...1,00 м достигалась в пределах 68,1...79,9$. В то же время при ширине междурядий 0,55 м эта величина составила лишь 62,8$. Это также объясняется снижением количества и интен - 89 -сивности культивации вследствие особых технологических условий, накладываемых узкими междурядиями на качество проведения этих операций.
Наихудшие условия по засоренности в наших опытах наблюдались в контрольных вариантах. Это объясняется технологическими недостатками производственного ленточно-рядового посева, которые описаны нами в главе I.
В целом, анализ полученных нами в 1974... 1975 гг. данных убеждает, что в условиях чистых от сорняков посевов сои величина получаемого урожая возрастает с уменьшением ширины междурядий. Эта закономерность объясняется улучшением равномерности распределения растений сои по площади. В связи с этим, соя в посевах с узкими междурядиями к моменту начала налива бобов имеет большую площадь листовой поверхности (прилож. 13). Наличие развитого ассимиляционного аппарата в таких посевах позволяет формировать растениям и больший урожай.
В целом, отмеченные особенности не позволили нам в 1974... 75 гг. установить оптимум величины ширины междурядий.
В целях более полного учета всех технологических условий в 1980 г. в опыт по изучению ширины междурядий ленточно-безрядко-вого посева был включен вариант этого параметра размером 0,4 м. Междурядная обработка этого посева осуществлялась лишь один раз специальным набором рабочих органов. Результаты этого эксперимента обобщены нами на рисунке 4.2 и в приложении 17.
Анализ приведенной графической зависимости подтверждает наши выводы о наиболее существенном влиянии засоренности посевов сои на ее урожайность. Наиболее узкие междурядия (0,4 м) не позволили достаточно качественно произвести обработку посевов, что и обусловило снижение урожайности.
