Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 11
1.1. Основные агротехнические требования к заделке семян
в почву сошниками сеялок 11
1.2. Способы посева зерновых культур 17
13. Анализ работы различных типов семяпроводов и сошников 22
Анализ конструкций посевных машин 34
Выводы, цель и задачи исследований 37
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЕМЯН В ПОДСОШНИКОВОМ
ПРОСТРАНСТВЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СЕЯЛКИ 40
2.1. Технологическая схема работы анкерного сошника для
полосного посева зерновых культур 40
2.2. Обоснование параметров анкерного сошника для
моделирования процесса распределения семян
зерновых культур 43
2.3. Расчет движения зерна в пневматическом потоке в системе:
«семяпровод - отражатель - почва» 46
Распределение семян по площади посева 63
Выводы 70
ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬ
НЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 72
Программа исследований 72
Методика проведения лабораторных исследований 72
3.2.1. Методика определения конструктивных параметров отводного
канала и отражателя семян 72
3.2.2. Методика проведения исследований равномерности
распределения растений по длине и ширине полосы в
почвенном канале 75
Методика проведения планируемого многофакторного эксперимента 79
Методика проведения лабораторно-полевых исследований 84
Методика определения глубины заделки семян 88
Методика изучения динамики всходов 88
Методика определения урожайности 89
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВА
НИЙ 91
4.1.Лабораторные исследования процесса распределения
семян в подсошниковом пространстве 91
4.1.1. Обоснование конструктивных параметров отводного
канала и отражателя семян 91
Сопоставление результатов теоретического и экспериментального исследований 110
Процесс распределения семян по длине и ширине полосы
при посеве в условиях почвенного канала 113
4.2. Результаты лабораторно-полевых исследований 116
4.2.1. Определение равномерности распределения растений по
длине и ширине полосы в полевых условиях 117
4.2.2. Определение равномерности глубины заделки семян
экспериментальным сошником 121
4.2.3.Урожайность семян зерновых культур в полевых опытах 125
4.2.4. Результаты агротехнической оценки сеялки
ССНП-16 с экспериментальными сошниками 126
4.3. Выводы по четвёртой главе 128
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 130
5.1.Экономическая эффективность применения пневматической сеялки ССНП-16 с усовершенствованными анкерными
4
сошниками для посева зерновых культур 130
Результаты внедрения 133
Выводы по пятой главе 133
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 134
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 136
ПРИЛОЖЕНИЯ 146
Введение к работе
Актуальность темы. Урожайность зерновых культур во многом определяется качеством выполнения посевных работ. Качество посева в значительной мере определяет состояние начального развития растений и возможность управления формированием элементов продуктивности растений в процессе вегетации. Высокопродуктивный посев характеризуется оптимальной для данных экологических условий и сорта плотностью продуктивного стеблестоя, высокой выравненностью, хорошим развитием всех растений и устойчивостью к полеганию. Особое внимание уделяют формированию оптимальной плотности продуктивного стеблестоя. Установлено, что уровень урожайности на 50% зависит от плотности продуктивного стеблестоя, на 25% — от числа зерен в колосе и на 25% — от массы 1000 зерен. Оптимальная плотность продуктивного стеблестоя зависит от вида культуры, сорта и агроэкологических условий (плодородие почвы, поступление света и тепла, влагообеспеченность и т.д.). Норма высева семян имеет большое значение для формирования заданной плотности продуктивного стеблестоя. Для создания оптимальной плотности продуктивного стеблестоя норма высева в каждом конкретном случае должна быть скорректирована с учетом большого числа варьирующих факторов (метеорологические условия, подготовка почвы, сорт и качество семян, срок сева, степень интенсификации и культура земледелия). Из-за неравномерности посева многие растения оказываются в условиях жесточайшей конкуренции с самых ранних этапов развития. Это приводит к снижению полевой всхожести семян, выживаемости и продуктивности растений [78].
Одним из основных путей увеличения производства зерна является создание и внедрение в производство перспективных сортов зерновых культур. В последние время все большее развитие получают конструкции навесных и прицепных пневматических сеялок с централизованными высевающими системами и пневматическим транспортированием семян в сошники.
В настоящее время механическая селекционная сеялка СН-16 заменяется пневматической сеялкой ССНП-16. Анализ показал, что пневматические сеялки перед базовыми моделями зерновых сеялок типа СЗ имеют преимущества: большой воронкообразный бункер, большая ширина захвата, меньшая, требующая времени переналадка, универсальность. Вместе с тем, несмотря на все преимущества, пневматические сеялки к настоящему времени не получили широкого распространения из-за ряда недостатков конструктивного и технологического характера, одним из которых является неравномерность подачи семян воздушным потоком и их перераспределение. Поэтому направление исследований, в задачу которых входит разработка и обоснование рациональных параметров конструкции отражателя семян и отводного канала, позволяющих более равномерно распределять семена по площади питания растений при посеве пневматическими селекционными сеялками, является актуальным.
Цель работы - повышение качества полосного посева зерновых культур на опытных участках за счет равномерного распределения семян по длине и ширине полосы при использовании пневматической селекционной сеялки.
Рабочая гипотеза - для оптимизации условий питания и развития растений зерновых культур в растительном сообществе, высев семян которых осуществляется пневматическими сеялками, необходимо обосновать рациональные параметры отводного канала и отражателя семян анкерного сошника, обеспечивающих равномерное распределение семян как вдоль, так и поперек засеваемой полосы.
Объектом исследования является процесс обеспечения качественного посева семян зерновых культур пневматическими селекционными сеялками.
Предмет исследования - закономерности процесса взаимодействия семян зерновых культур с рабочими органами системы: «семяпровод-отражатель-почва» пневматической посевной машины.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем: уточнена математическая модель взаимодействия зерна с элементами системы: «семяпровод-отражатель-почва» из условий, которой
7 обоснованы основные рациональные параметры отводного канала и отражателя семян анкерного сошника селекционной пневматической сеялки для полосного посева на опытных полях;
получены регрессионные модели влияния на равномерность распределения семян по длине и ширине полосы конструктивных параметров отводного канала и отражателя семян;
результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния конструктивных параметров отводного канала и отражателя семян на качественные и количественные показатели процесса распределения семян позволяют рекомендовать их оптимальное значение.
В процессе исследований был разработан анкерный сошник для полосного посева зерновых культур, на который Российское агентство по патентам и товарным знакам выдало патент на полезную модель № 30487 от 23.12.2002г.
На защиту выносятся:
результаты теоретических и экспериментальных исследований отводного канала и отражателя семян анкерного сошника селекционной пневматической сеялки для полосного посева зерновых культур;
конструкция, рациональные параметры отводного канала и отражателя семян для полосного посева зерновых культур.
Практическая значимость. В результате проведенных исследований
разработаны устройства, обеспечивающие равномерное распределение семян
зерновых культур как вдоль, так и поперек полосы, позволяющие повысить
эффективность операции посева. Результаты теоретических и
экспериментальных исследований могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями для разработки новых рабочих органов посевных машин.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались:
на второй и третьей научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Тарского филиала ОмГАУ в период с 2002 по 2004 годы;
на восьмой и девятой научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ОмГАУ в период с 2002 по 2004 годы;
на научно-технической конференции, посвященной 55-летию факультета механизации сельского хозяйства ОмГАУ в 2005 году;
Работа выполнена в период 2001-2005гг в Омском государственном аграрном университете на кафедре «Сельскохозяйственные машины и МЖ» в соответствии с программой НИР ОмГАУ на 2001-2005-2010гг. по теме «Совершенствование технологических процессов зональных сельхозмашин, повышение их агроэкологической эффективности» (номер государственной регистрации 01.2.00.102130).
Внедрение. Переоборудованная серийная сеялка ССНП-16 с
экспериментальными сошниками в 2003году прошла приёмочные испытания на Тарском сортоучастке Омского филиала ФГУ «Госсорткомиссия», на полях которого используется переоборудованная сеялка, с помощью которой ежегодно засевается до 30 га зерновых культур. Тарский завод «Кварц» ФГУП ОмПО «Иртыш» изготовил комплект сошников для переоборудования серийной сеялки.
Публикации. Материалы, отражающие содержание диссертационной работы, опубликованы в 7 печатных работах, в том числе 2 патентах РФ на полезную модель[71,72] и 3 информационных листках [3,4,52].
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений.
Работа содержит 146 страниц машинописного текста, 13 таблиц, 66 рисунков и 13 приложений на 27 страницах. Список использованной литературы включает 113 наименований, в том числе 3 иностранных источника.
Во введении дано обоснование направления исследования, показана актуальность темы, кратко изложены научные положения, выносимые на защиту, и их позиции.
В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» рассмотрены основные агротехнические требования к заделке семян в почву сошниками сеялок, дан анализ работы различных конструкций посевных машин, типов семяпроводов и сошников, проанализированы способы посева зерновых культур.
Приведён анализ современных и перспективных технических решений по посеву сельскохозяйственных культур. На основании проведённого анализа использованной литературы сделан вывод, что пневматические сеялки к настоящему времени не получили широкого распространения из-за ряда недостатков конструктивного и технологического характера, одним из которых является перераспределение семян воздушным потоком. Определены цели и задачи исследований.
Во второй главе «Теоретические исследования процесса распределения семян в подсошниковом пространстве пневматической сеялки» описан принцип работы анкерного сошника для полосного посева зерновых культур, обоснованы и выбраны основные параметры отражателя семян и отводного канала, предназначенного для нивелирования давления в подсошниковом пространстве с атмосферным. Выполнен расчёт движения зерна в системе «семяпровод-отражатель-почва» с учётом всех ограничений и соударений от момента попадания зерна в семяпровод до момента попадания зерна на поверхность почвы с определением координат размещения их на почве. С помощью программы для ЭВМ проведены расчёты по определению оптимальных параметров отражателя семян и отводного канала, изменяя которые, появляется возможность оптимизации расстояний между семенами как по длине, так и по ширине засеваемой полосы.
В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» сформулированы цели и задачи, представлена программа экспериментальных исследований, которая включает изучение распределения
10 растений по длине и ширине полосы посева, серийно изготовленного и экспериментального сошников в лабораторных условиях; проведение сравнительных лабораторно-полевых и хозяйственных исследований опытных образцов анкерных сошников, устанавливаемых на серийной сеялке.
Описаны лабораторные и полевые экспериментальные установки, техника измерений и обработка результатов опытов.
Полученные данные в лабораторных и полевых условиях обработаны методом математической статистики с применением ЭВМ JBM PC/AT и программного обеспечения STATIST [21].
В четвёртой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведён анализ результатов лабораторных и полевых экспериментов. Приведены основные экспериментальные зависимости и установлены оптимальные параметры и режимы работы анкерного сошника для полосного посева зерновых культур. Сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований доказывает их адекватность.
В пятой главе представлены расчёты экономической эффективности применения усовершенствованной сеялки ССНП-16 при посеве зерновых культур на опытных полях.
На основании проведённых теоретических и экспериментальных исследований, а также испытания усовершенствованной сеялки в полевых условиях сделаны общие выводы и предложения для научно-исследовательских, конструкторских и производственных организаций.
