Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1. Общие положения 10
1.2. Влияние равномерности распределения семян и растений в рядке на продуктивность растений 15
1.3. Факторы, влияющие на равномерность распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках 22
1.4. Влияние скорости вращения высевающего диска на заполнение ячеек семенами 28
1.5. Обоснование размера (диаметра) ячейки высевающего диска 34
1.6. Требования к глубине ячеек высевающего диска 40
1.7. Показатели равномерности распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках 44
1.8. Выводы и постановка задач исследования 47
2. Обоснование оптимальных параметров высевающего диска сеялки ССТ-12 51
2.1. Общие положения 51
2.2. Обоснование скорости вращения высевающего диска 53
2.3. Диаметр ячеек высевающего диска, обеспечивающий западание семян сахарной свеклы в ячейку 56
2.4. Расчет глубины ячеек высевающего диска для западання семян по одному 57
2.5. Обоснование показателя равномерности распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках 60
2.6. Требования к параметрам высевающего диска сеялки ССТ-12В 65
2.7. Направления экспериментальных исследований 70
Выводы 71
3. Программа и методика экспериментальных исследований 72
3.1. Программа исследований 72
3.2. Методика исследований 73
3.3. Условия проведения исследований 75
3.4. Схемы экспериментов 78
4. Результаты исследований 82
4.1. Измерение ячеек высевающих дисков и фактического состава фракций семян 82
4.2. Исследование скорости вращения высевающего диска 85
4.3. Изучение влияния числа ячеек высевающего диска на качество высева и равномерность распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках 88
4.4. Двухфакторное исследование влияния размеров ячейки высевающего диска на качество высева семян сахарной свеклы 96
4.5. Результаты производственной проверки 103
Выводы 104
5.Экономическое обоснование проектируемых мероприятий 107
5.1. Общая характеристика проекта 107
5.2. Характеристика ожидаемых мероприятий 107
5.3. Выбор объекта для сравнения, критерий и система показателей эффективности проектируемых мероприятий 108
5.4. Исходная информация для экономической оценки проекта 109
5.5. Расчет экономии затрат (эксплуатационных издержек) 110
5.6. Экономический эффект проектируемых мероприятий 113
5.7. Расчет коэффициента эффективности капитальных вложений и цены спроса на работы по переоборудованию сеялок 115
5.8. Расчет срока окупаемости вложений 116
5.9. Заключение об экономической эффективности внедрения предложений, разработанных на практике 116
Общие выводы 118
Предложения производству 120
Список использованной литературы 121
Приложения 132
- Влияние равномерности распределения семян и растений в рядке на продуктивность растений
- Требования к параметрам высевающего диска сеялки ССТ-12В
- Изучение влияния числа ячеек высевающего диска на качество высева и равномерность распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках
- Двухфакторное исследование влияния размеров ячейки высевающего диска на качество высева семян сахарной свеклы
Введение к работе
Сахарная свекла является одной из важнейших технических культур и используется для производства белого сахара. В настоящее время потребность России в свекловичном сахаре удовлетворяется всего на 25-30 %, что не может не вызывать тревогу за продовольственную безопасность страны. В результате реформ резко снизилась площадь под посевами сахарной свеклы, минимальна рентабельность ее производства, сведены к самому необходимому минимуму приемы технологии ее возделывания из-за отсутствия и изношенности основных средств и, как следствие, снизилась продуктивность этой культуры.
В последнее время наметилась тенденция к преодолению кризиса. Большую роль в этом играет наука. Научные разработки в области селекции и семеноводства, технологий возделывания и технических средств для их осуществления, позволяют при разумном подходе достичь предкризисных показателей по производству сахарной свеклы, а в ряде случаев и превысить их. Однако, одним расширением посевных площадей, отводимых под сахарную свеклу, проблему насыщения рынка отечественным сахаром не решить. Нужны как новые технологии производства, так и технические средства для их применения. В последнее десятилетие наукой предпринимаются шаги по доработке и внедрению энерго- и ресурсосберегающих технологий возделывания сахарной свеклы, позволяющих получить максимум продуктивности культуры при необходимом уровне затрат. Этой же цели служит и модернизация существующих технических средств для возделы-
вания сахарной свеклы. Использование резервов конструкции этих машин позволяет добиться повышения производительности и улучшения качества их работы и, как следствие, повышения урожайности культуры.
Актуальность исследования. Одной из важнейших операций технологии возделывания сахарной свеклы является сев. В настоящее время для его осуществления применяются механического и пневматического типа сеялки. Пневматические сеялки получили широкое распространение в последнее десятилетие, налажено их серийное производство как за рубежом, так и в самой России. К достоинствам сеялок пневматического типа следует отнести в первую очередь их универсальность, достаточно высокое качество распределения семян вдоль рядка, возможность высева импортных и отечественных дражированных и калиброванных семян свеклы различных фракций с минимальными повреждениями и др. К недостаткам пневматических сеялок в первую очередь стоит отнести их высокую стоимость, меньший срок службы до списания, конструктивные недостатки прикатывающих и заделывающих рабочих органов и некоторые другие. Поэтому основная часть площади под сахарную свеклу засевается механическими сеялками производства Украины и России - ССТ-12 различных модификаций. Некоторые сеялки служат по 20-25 лет - это доказательство их простоты и надежности.
Необходимо отметить еще и следующее. Пневматические сеялки изначально приспособлены под высев дражированных семян с лабораторной всхожестью не менее 90 % в системе интенсивной технологии с широким применением химических средств защиты растений, т.е. под пневматическую сеялку нужна еще и соответствующая технология. В случае сева механическими сеялками широко используются отечественные семена сортов и гиб-
7 ридов всхожестью более 85 % с возможностью сочетания механизированных и химических приемов защиты растений при применении различных технологий возделывания сахарной свеклы.
Одним из показателей качества проведения сева является точность высева семян, обеспечивающая улучшение распределения растений в рядках. Практика показывает, что значительная неравномерность распределения семян (коэффициент вариации 90-100 %) по сравнению с равномерным распределением снижает урожайность культуры до 20 % и более. Поэтому повышение точности высева семян сахарной свеклы является актуальной задачей.
Повышение точности высева калиброванных семян сахарной свеклы основных размерных фракций вертикальным ячеисто-дисковым аппаратом сеялок типа ССТ-12 может быть достигнуто применением высевающего диска с оптимизацией параметров количества ячеек и их размерных характеристик. Исследована и доказана возможность повышения точности высева семян свеклы за счет доработки высевающего аппарата сеялки ССТ-12В. Стендовые и полевые испытания аппарата с 60- ячеистым диском показывают его преимущество перед серийными дисками с 90, 140 и 210-ю ячейками
Целью настоящей работы является повышение урожайности сахарной свеклы за счет повышения точности высева калиброванных семян вертикально-дисковым аппаратом.
Объектом исследования является процесс высева семян сахарной свеклы, ячеистый высевающий диск сеялки ССТ-12В, семена и посевы сахарной свеклы.
Предметом исследования являются закономерности процесса высева семян сахарной свеклы, распределения семян и растений в рядках, изменение урожайности сахарной свеклы.
Методика исследований. Фиксация выходного потока семян на стендовых испытаниях по стандартной методике с использованием липкой ленты. Определение коэффициента заполнения ячеек с помощью диска с четырьмя ячейками. Составление статистических рядов распределения семян и растений до уборки по результатам работы сопоставляемых высевающих аппаратов в полевых условиях. Определение биологической урожайности по общепринятой методике.
Научная новизна. Теоретически и экспериментально обоснованы оптимальная линейная скорость движения семян по ободу высевающего диска, оптимальное количество ячеек диска, их диаметр и глубина для высева семян сахарной свеклы сниженными нормами.
Практическая значимость. По результатам исследования предложен усовершенствованный высевающий диск к свекловичным сеялкам типа ССТ-12В, применение которого обеспечивает снижение коэффициента вариации распределения растений сахарной свеклы в рядках в 1,12-1,22 раза и уменьшение коэффициента вариации массы корнеплода в 1,2 раза, что повышает урожайность сахарной свеклы на 22% с годовым экономическим эффектом 674820 рублей. Предложен новый, прямой показатель равномерности высева семян, распределения семян и растений в рядках, который может быть использован при испытании и исследовании сеялок точного высева.
Апробация работы. Основные материалы работы доложены и одобрены на заседаниях ученого совета Всероссийского НИИ сахарной свеклы и сахара в 1998-2002 гг, на Всероссийской научно-практической конференции (Рамонь) в 1996году, на международной конференции молодых ученых (г. Воронеж, ВГАУ) в
9 2002 году, на областных и районных семинарах по возделыванию
сахарной свеклы в ЦЧЗ в 2000-2004 гг.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, рекомендаций производству, библиографического списка, включающего 122 наименования, из них 7 на иностранных языках, и приложений. Основная часть диссертации содержит 131 страницы машинописного текста, включая 7 рисунков, 31 таблицу.
На защиту выносятся следующие положения. Более высокая равномерность распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках достигается при количестве ячеек высевающего диска сеялки ССТ-12В, равном 60. Лучшее заполнение ячеек высевающего диска калиброванными семенами сахарной свеклы обеспечивается при их следующих размерных характеристиках: для мелкой фракции семян (3,5-4,5 мм) диаметр - 4,7 мм, глубина 2,8 мм; для крупной фракции семян (4,5-5,5 мм) диаметр - 6,1 мм, глубина - 3,2 мм. Предложенный показатель равномерности дает более корректную и достоверную оценку равномерности распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках в сравнении с общепринятыми.
Работы по теме выполнялись во Всероссийском НИИ сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова в 1996-2000 гг. в рамках научных программ «Сахароносные растения и сахар» и 07 РАСХН « Разработать технологические приемы и технические средства возделывания сахарной свеклы, обеспечивающие комплексную экономию расходуемых ресурсов и достижение необходимого уровня продуктивности в различных экономических, экологических и социальных условиях».
Влияние равномерности распределения семян и растений в рядке на продуктивность растений
При однозерновом точном посеве семена сахарной свеклы размещаются в рядках на одинаковом расстоянии друг от друга. Под однозерновым точным посевом здесь следует понимать посев плодиков односемянной свеклы или сегментированной многосемянной свеклы, исключающий высев двух и более плодиков или сегментов одной ячейкой высевающего диска при минимуме незаполненных ячеек, с заданными интервалами между плодиками. Однозерновой посев обеспечивает, по сравнению с пунктирным, значительную экономию семян и снижение затрат труда по уходу за растениями. Так, за последние десятилетия, по мере появления семян высококачественных сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции с показателями лабораторной всхожести, одноростковости, выровненности, выполненности и др. свыше 90%, а также с улучшением уровня агротехники, нормы высева постепенно снижались с 20-30 кг до 2-3 кг семян на 1 га [112]. В ряде случаев это позволяет полностью исключить ручной и механизированный труд на формировании густоты насаждений.
Оптимальный интервал между растениями определяется по площади питания, обеспечивающей максимальный урожай при надлежащем его качестве. Как показали исследования многих ученых [4, 9, 24, 30, 39, 43, 58, 68, 75, 81,88, 97, 107,116, 120], для одного корнеплода сахарной свеклы эта площадь составляет 900-1200 см, что при междурядьях 45 см соответствует 20-27 см. B.C. Басин [3], [6] отмечает, что при отклонении интервала в сторону увеличения или уменьшения сахаристость корнеплодов снижается, а когда он возрастает сверх 40 см (площадь питания более 2000 см) резко ухудшаются технологические качества корнеплодов, в частности, их сохранность. В качестве предельно допустимых значений интервала можно принять 10 - 30 см. При интервале менее 10 см растения вследствие взаимного угнетения и недостатка площади питания развиваются плохо, что ведет к снижению урожайности. Если же интервал более 30 см, потери урожайности практически неизбежны и они более значительны, чем при интервале менее 10 см.
Равномерность распределения семян и растений сахарной свеклы прямо влияет на продуктивность этой культуры, о чем говорят результаты многолетних и многочисленных исследований. По данным Ф. Г. Гусинцева [49] при севе многоростковыми и од-норостковыми семенами увеличение массы q происходит до расстояния L между растениями 50 см, однако оптимальным расстоянием является 10 - 25 см (рис 1). Отклонение от этих расстояний снижает урожайность п на 20 - 30%.
О.А. Маковецкий [75] утверждает, что сев на конечную густоту насаждения односемянной сахарной свеклы практически полностью исключает затраты ручного труда на формирование густоты насаждений и, в то же время, за счет неравномерности размещения растений, снижается урожай корнеплодов на 10-18%. Л.С. Зенин и др. [53], [54] на основании данных ВНИИСС и ВСХИ отмечают, что при увеличении коэффициента вариации между растениями на 1%, урожайность корнеплодов уменьшается в среднем на 0,15-0,4% в зависимости от конкретных условий.
Анализ результатов, полученных ВГАУ на многосемянной свекле показывает, что максимальная урожайность формируется при регулярном размещении растений в рядках (V=0) на расстоя 18 ний 0,18 м друг от друга, что соответствует густоте насаждения 124 тыс/га. В засушливые годы максимальная урожайность достигается, если все интервалы равны 0,12 м - 185 тыс/га. Если коэффициент вариации интервалов между растениями увеличивается, урожайность при любой густоте падает. Можно утверждать, что максимум урожайности находится в зоне 6- растений на 1 м. рядка. Но эта величина выражена слабо, т.к. при изменении густоты насаждения от 5 до 8 растений на метре рядка разница в урожае не превышает 1%. А вот влияние коэффициента вариации (V) может привести к недобору 15-18 % урожая.
Теоретический анализ показывает, что увеличение (V) от неравномерной укладки семян или от уменьшения их полевой всхожести одинаково влияет на продуктивность растений. Чтобы достигнуть 95 % уровня урожайности, необходимо сформировать густоту насаждения в пределах от 5 до 8 растений на 1 м рядка при коэффициенте вариации менее 50%. При полевой всхожести семян 80 - 90% следует высевать 8-9 семян на 1 м рядка с V не более 40 % [30].
При оценке работы современных высевающих машин B.C. Глуховский [42] отмечает, что индустриальная технология выращивания сахарной свеклы выдвигает повышенные требования к точному посеву семян. Сейчас установленные агротехнические требования при работе сеялок не выполняются. Так, скорость движения агрегата при точном высеве не превышает 5,5 км/ч вместо 7-9 км/ч, глубина заделки семян варьируется в пределах ± 1 см вместо 0,5 см; полевая всхожесть при благоприятных условиях посева составляет 55 ± 5 % вместо 75 ± 5 %. По этой причине равномерность размещения растений практически повысилась незначительно и находится на низком уровне: около 100 % вместо 50 % по требованиям (по коэффициенту вариации). Принимая во внимание, что каждый процент распределения растений по коэффициенту вариации приравнивается к 0,1-0,2 т корнеплодов, недобор продукции составляет 5-10 т/га.
А.В. Корниенко и Л.С.Зенин [69], обобщая многолетние исследования основных факторов продуктивности сахарной свеклы, проведенных во ВНИИСС, отмечают, что максимум биологического урожая корнеплодов в Воронежской области отмечается, когда на 1 га формируется 150 - 160 тыс. растений. Применение наиболее распространенной в ЦЧЗ технологии возделывания с высевом по 10 - 15 семян на 1 метр рядка и с последующими до-и послевсходовыми боронованиями и ручными прополками часто приводит к снижению густоты насаждения до 60 - 70 тыс. растений и соответственно к недобору 12 - 16 % урожая от его потенциальной величины.
Требования к параметрам высевающего диска сеялки ССТ-12В
Теоретическое обоснование режимов движения и размеров высевающего диска сеялки ССТ-12В (2.2 ... 2.4) позволяет, исходя из размеров высеваемых семян сахарной свеклы и имеющих 65 ся рекомендаций по работе этой сеялки, определить требования к параметрам высевающего диска, влияющих на качество его работы. Эти требования должны обеспечить точный высев семян выпускаемых в России посевных фракций 3,5-4,5 и 4,5-5,5 мм.
В серийно выпускаемых высевающих дисках для семян мелкой фракции ячейки выполняются диаметром 5,1 мм и глубиной 2,7 мм, для семян крупной фракции - диаметром 6,1 и глубиной 3,4 мм. По данным многих исследователей, скорость сеялки ССТ-12В не должна превышать 5,4 км/ч, так как при более высокой скорости резко возрастает буксование опорно-приводных колес, ухудшающее качество высева. Диаметр этих колес составляет 0,51 м, а диаметр высевающего диска - 0,22 м. При регулировках сеялки на норму высева передаточное отношение от опорно-приводных колес к высевающему диску изменяется в пределах от 0,116 до 0,404.
Для обоснования требований к параметрам высевающего диска могут быть использованы не только выражения (27) ... (39), но и общеизвестные формулы, применяемые для расчета регулировок сеялок. Так, для расчета таблицы норм высева семян сеялок ССТ-12В(Б) используется формула Нв = -%/, (45) DK где Нв- норма высева семян сахарной свеклы, 1/м; Ja- число ячеек высевающего диска; / - передаточное отношение от опорно-приводных колес к высевающим дискам; )к- диаметр опорно-приводного колеса сеялки, м. Из формулы (45), задавшись величинами передаточного отношения и нормы высева, можно определить число ячеек высевающего диска: K» = nHfK- (46) Расчет по уравнению (46) позволяет определить пределы значений числа ячеек высевающего диска, необходимые для экспериментальных исследований. Для расчета линейной скорости движения высевающего диска применима формула: D Од = Ос гІ (47) Где ис - скорость движения сеялки, м/с; )т- диаметр обода высевающего диска, м. Задавшись значениями скорости движения сеялки и передаточного отношения от опорно-приводного колеса к высевающему диску, по формуле (47) можно определить линейную скорость обода диска.
Расчет параметров высевающего диска сеялки ССТ-12В для обеспечения точного высева стандартных отечественных семян сахарной свеклы произведен по исходным данным, приведенным выше. Результаты расчета сведены в таблицу 5. Из таблицы 5 видно, что принятые ранее рекомендации по линейной скорости движения высевающего диска для рекомендованных диаметров ячеек смещены в большую сторону, что, видимо, и служит причиной недостаточного заполнения некоторых ячеек. Из условия заполняемое ячеек семенами для их мелкой фракции рекомендо Принятые ранее 67 ванная скорость больше расчетной, для крупной фракции - соответствует расчетной, т.е. заполняемость ячеек семенами мелкой фракции должна быть меньше. Для определения оптимального значения линейной скорости нужно изучить ее диапазон от 0,05 до 0,20 м/с.
При соответствии линейной скорости обода диска выявленным при расчете требованиям число ячеек высевающего диска может изменяться от 48 до 83. Чтобы определить оптимальное количество ячеек, нужно изучить их диапазон от 45 до 90. Можно сдвинуть этот диапазон в меньшую сторону, например, до 35 с целью уменьшить количество высевов по два семени, однако при этом может возрасти число пропусков. Рекомендованные ранее диаметр и глубина ячеек соответствуют расчетным требованиям, однако проведенные нами исследования и практический опыт требуют сместить их изучаемые диапазоны в меньшую сторону.
Результаты теоретических исследований параметров высевающего диска сеялки ССТ-12В позволили установить, что каждый из параметров (линейная скорость обода диска, число ячеек диска, диаметр и глубина ячеек) имеет допустимые значения в определенном диапазоне (табл.5). Вполне логично предположить, что какое-нибудь из значений каждого параметра в допустимом диапазоне является оптимальным (наилучшим), т.е. обеспечивающим наиболее высокое качество высева семян сахарной свеклы. Практика научных исследований показывает, что обычно оптимальные значения параметров находятся близко к середине допустимого диапазона. Поэтому оптимальность принятых ранее параметров высевающего диска вызывает сомнение. Это подтверждает и производственная практика.
Так, ранее рекомендованные значения линейной скорости движения обода высевающего диска явно завышены, и имеет смысл изучить их меньшие значения. Для обеих фракций семян сахарной свеклы представляет интерес изучить влияние линейной скорости на качество высева семян в диапазоне от 0,05 до 0,20 м/с. Число ячеек высевающего диска существенно влияет на качество высева семян. При уменьшении числа ячеек увеличивается количество пропусков (незаполненных ячеек) вследствие увеличения линейной скорости движения диска, при увеличении числа ячеек повышается число высевов по два и более семени. Необходимо экспериментально найти число ячеек, при котором число пропусков и двойников будет наименьшее и примерно равное, чтобы обеспечить высев заданного количества семян. Аналогичны требования к выбору диаметра и глубины ячеек.
Порядок проведения экспериментальных исследований принимаем следующий. Вначале устанавливаем оптимальную линейную скорость обода диска со стандартными диаметром и глубиной ячеек, так как они вписываются в рекомендованный диапазон. Затем при оптимальной линейной скорости движения диска изучаем высевающие диски с различным количеством ячеек и выявляем оптимальное. Диаметр и глубину ячеек изучаем в комплексе при оптимальной линейной скорости обода диска, так как их влияние на качество высева взаимосвязано. Часть исследований проводим в лабораторных условиях, на стенде, но результирующим исследованием должен стать полевой опыт.
Изучение влияния числа ячеек высевающего диска на качество высева и равномерность распределения семян и растений сахарной свеклы в рядках
Влияние числа ячеек высевающего диска изучали на стенде (высевом семян на липкую ленту) и в полевых условиях. На стенде оценивали качество распределения семян вдоль рядка, в полевых условиях—равномерность распределения растений в рядках. Скорость обода высевающего диска на стенде была 0,15 м/с, скорость липкой ленты 0,3 м/с.Изучали диски с 35, 45, 60, 70 и 90 ячейками стандартной формы и 60-ячеистый диск с ячейками усовершенствованной формы. Результаты исследований на стенде приведены в таблице 17. Равномерность распределения семян вдоль липкой ленты оценивали, подсчитывая по результатам измерения интервалов между семенами среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации и показатель Пр, полученный нами в 2.5. Судя по значениям среднего квадратического отклонения (табл. 17), при возрастании числа ячеек высевающего диска до 60 и более равномерность распределения семян по длине ленты становится примерно одинаковой. Однако, поскольку коэффициент вариации в этом опыте изменяется около 50% и ниже, суждения на основании него более достоверны. Сравнивая значения коэффициента вариации по вариантам опыта, можно сделать вывод, что лучшим является диск с 60 ячейками, причем ячейки с фасками обеспечивают несколько лучшее распределение семян вдоль ленты. Анализ результатов опыта по показателю равномерности позволяет окончательно заключить, что лучшее продольное распределение семян обеспечивает диск с 60 ячейками, причем варианты ячеек с фаской и без фаски оказываются равноценными, т.е. без оптимизации диаметра и глубины ячеек фаска не дает существенных результатов, что подтверждает выводы из таблицы 16.
Полевой опыт с различным числом ячеек высевающего диска проведен в 1996 -1999 гг. на полях сахарной свеклы экспериментального севооборота отдела технологии возделывания са 90 харной свеклы ВНИИСС (звено «черный пар - озимая пшеница сахарная свекла»). Для посева использовали макетный образец шестирядной сеялки с уменьшенным буксованием опорно-приводных колес для повышения точности высева семян. На сеялку устанавливали сменные комплекты высевающих дисков с 35, 45, 60, 70 и 90 ячейками. Равномерность распределения растений в рядках при высеве семян этими дисками оценивали, измеряя интервалы между растениями в рядке в фазе полных всходов, после первой междурядной обработки и перед уборкой, чтобы оценить действие и последействие высева семян сахарной свеклы высевающими дисками с различным числом ячеек. Равномерность распределения растений в рядках оценивали с помощью тех же показателей, что и распределение семян вдоль липкой ленты на стенде (табл. 17). Опытные данные, полученные в фазе полных всходов и усредненные по годам исследования, приведены в таблице 18.
Анализ величин среднего квадратического отклонения (табл. 18) показывает, что варианты с 45 и 60 ячейками примерно равноценны. Однако коэффициент вариации отдает некоторое преимущество варианту с 60 ячейками. Более четкая зависимость получена по показателю равномерности, который отдает однозначное предпочтение высевающему диску с 60 ячейками. Зависимость между показателем равномерности и числом Судя по форме кривой и с учетом данных таблицы 8, максимум зависимости, по которой можно найти оптимальное количество ячеек диска, находится между числом ячеек от 45 до 60. Для его определения найдем уравнение кривой, изображенной на рис. 5. Для подобных кривых наиболее подходит уравнение вида:
Уравнение (49) имеет максимум при Кя = 56. Нанесем кривую по уравнению (49) на рис. 5. Как видим, теоретическая кривая соответствует правилу акад. В.П. Горячкина по расположению относительно нее опытных данных. Проверка формулы (49) в сравнении с опытными данными по критерию «хи-квадрат» показала, что этот критерий, по опытным данным равен 0,27, а допустимый составляет 9,5, т.е. совпадение опытных и расчетных данных достоверно. Так как максимальное значение ПР наблюдается при Кя - 56, имеет смысл провести опыт в меньшем относительно Кя диапазоне, чтобы установить оптимальное число ячеек высевающего диска.
После проведения первой междурядной обработки посева сахарной свеклы произвели новые измерения интервалов между растениями в рядках, чтобы определить, сохранилось ли преимущество диска с оптимальным числом ячеек при распределении растений в рядках. Результаты обработки опытных данных приведены в таблице 19. По величине среднего квадратического отклонения оптимум числа ячеек высевающего диска находится между 45 и 60, по коэффициенту вариации - между 60 и 70, а показатель равномерности указывает на диск с 60 ячейками. Таким образом, преимущество 60-ячеистого диска проявилось и после первой междурядной обработки, причем данные по показателю равномерности по-прежнему указывают, что оптимум может находиться в диапазоне между 45 и 60 ячейками. Аналогичные измерения были проведены и перед уборкой корнеплодов (табл. 20).
Анализ таблицы 20 показывает, что и перед уборкой посев сахарной свеклы, выполненный диском с 60 ячейками, имеет преимущество. При учете урожая измеряли массу единичных корнеплодов на вариантах опыта. Данные по выравненности корнеплодов сахарной свеклы по массе и урожайности приведены в таблице 21.
Как видим (табл. 21), улучшение равномерности распределения растений сахарной свеклы в рядках привело к выравниванию вороха корнеплодов по массе, что облегчает их уборку и со 95 кращает потери, и к повышению урожайности, причем лучшие показатели — при использовании 60- ячеистого высевающего диска. В сравнении с посевом 70- ячеистым диском урожайность корнеплодов возросла на 10,4 %, а по сравнению с 90- ячеистым диском - на 20,9 %, причем полученные прибавки урожая существенные (соответственно 5,4 и 9,9 т/га при НСР05 = 1,38 т/га).
Для уточнения оптимального числа ячеек высевающего диска был проведен в 1999 г. дополнительный опыт с вариантами числа ячеек 45, 50, 55, 60 и 65. Измерения интервалов между растениями сахарной свеклы в рядках также проводились в фазе полных всходов, после первой междурядной обработки и перед уборкой корнеплодов. Результаты обработки опытных данных приведены в таблицах 22 и 23.
Двухфакторное исследование влияния размеров ячейки высевающего диска на качество высева семян сахарной свеклы
Теоретический анализ показал ( 2,3 и 2,4), что качество высева семян зависит от диаметра ячеек и правильности выбора их глубины. Исследование влияния диаметра и глубины ячеек на качество высева семян проводили на стенде ВНИИСС. При этом линейную скорость диска выдерживали оптимальной - 0,15 м/с. Высевали семена фракций 3,5 - 4,5 и 4,5 - 5,5 мм фабричного производства. Для мелкой фракции изучали диаметры ячеек 4,7; 4,9; 5,1; 5,3; 5,5 мм, для крупной фракции - 5,7; 5,9; 6,1; 6,3; 6,5 мм. Так как из практики известно, что принятая в производстве глубина ячеек (для мелкой фракции - 2,7 мм, для крупной фракции — 3,4 мм) слишком велика, что вызывает высев семян по два и даже по три, изучали и меньшую глубину ячеек: для мелкой фракции 2,3; 2,6; 2,8; 3,0; 3,2 мм; для крупной фракции - 2,8; 3,0; 3,2; 3,4; 3,6 мм. Опытные данные по мелкой фракции семян приведены в таблице 24.
Как свидетельствуют данные таблицы 24, по максимуму высевов по одному семени оптимальной является ячейка диаметром 5,1 мм и глубиной 2,3 мм. Первая величина совпадает с принятой в производстве, вторая - меньше ранее рекомендованной. Однако при этом высевается, что совпадает с практикой, 8 % двойников, а это ведет к перерасходу семян и затратам на прорывку всходов. При подборе размеров ячеек желательно, чтобы число пропусков и число двойников примерно совпадали. В этом случае фактический высев семян приближается к заданной норме высева. В таблице 25 приведены в сумме число высевов по одному семени и пропусков, компенсированных высевом по два семени.
Из таблицы 25 видно, что оптимальными можно признать и диаметр 5,1 мм при глубине ячейки 2,3 мм, и диаметр 4,9 мм при глубине ячейки 2,6 мм, и диаметр 4,7 мм при глубине ячейки 2,8 мм. Измерение глубины ячеек серийных высевающих дисков показывает ( 4,1), что на практике она меняется в значительных пределах. Поэтому, чтобы определить оптимальный диаметр ячейки при различной ее глубине, усредним данные таблицы 25 для всех изученных диаметров ячеек по их глубине. Результаты усреднения представлены зависимостью (рис. 6), где d —диаметр ячеек, мм; У -среднее число высевов семян по одному и компенсированных пропусков при различной глубине ячеек, %.
Кривая зависимости на рис. 6 показывает, что, с учетом различий в глубине ячеек высевающего диска сеялки ССТ-12В, наблюдаемых на практике, наилучшим является диаметр ячейки 4,7 мм. В этом случае лучшая глубина ячейки (табл. 24) - 2,8 мм. При таких размерах ячеек наблюдается лучшее соотношение пропусков и двойных высевов (табл. 25). Наличие пропусков и высевов по два семени объясняется, очевидно, недостаточным качеством калибровки семян (см. 4.1). Метод анализа опытных данных, использованный для анализа результатов высева семян фракции 3,5 -4,5 мм, применим и для фракции 4,5 -5,5 мм. В таблице 26 приведены опытные данные по этой фракции.
УИсходя из таблицы 26, лучшим вариантом следует объявить: диаметр ячейки — 6,1 мм, глубина ячейки - 3,2 мм. Однако в этом варианте два пропуска не компенсируются высевом семян по два. Лучшее соотношение этих показателей - при глубине ячейки 3,4 мм. Подсчитаем по данным таблицы 25 сумму числа высевов по одному и пропусков, компенсированных двойниками
По данным таблицы 27, при диаметре ячейки 6,1 мм глубины ячеек в 3,2; 3,4; 3,6 мм примерно равноценны, и выбор надо делать по соотношению пропусков и двойных высевов. Поэтому произведем усреднение данных таблицы 24 по всем изученным величинам глубины ячеек. Результаты усреднения изображены графически (рис. 7).
Кривая зависимости на рис. 7 показала, что для крупной фракции семян при изменчивости глубины ячеек лучшие показатели обеспечивает ячейка диаметром 6,1 мм. С учетом данных таблиц 23 и 24 лучшей следует считать глубину ячейки в 3,2 мм, что меньше, чем рекомендуется. Наличие пропусков и двойных высевов в лучшем варианте объясняется недостаточно точной калибровкой семян ( 4.1): в каждой фракции попадаются более крупные и мелкие семена, которых не должно быть в откалибро-ванной фракции.
Таким образом, результаты исследований показали, что оптимальными размерами ячеек, обеспечивающими более точный высев семян сахарной свеклы, являются: для мелкой фракции семян - диаметр ячейки 4,7 мм, глубина ячейки 2,8 мм; для крупной фракции семян - диаметр 6,1 мм, глубина 3,2 мм. Для дальнейшего повышения точности высева семян сахарной свеклы необходимо более точно калибровать их на семенных заводах, чтобы размеры семян более точно соответствовали размерам фракций (3,5-4,5 и 4,5-5,5 мм).
