Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблемы, цель и задачи исследования 11
1.1 Технология возделывания арбуза 13
1.3 Способы посева семян арбузов 22
1.4. Анализ сеялок точного высева для посева бахчевых культур 24
1.5 Анализ конструкций экспериментальных высевающих аппаратов для высева проросших семян 26
1.6 Цель и задачи исследования 35
2. Теоретическое обоснование технологии подготовки семян и конструктивно-технологических параметров аппарата для высева пророщенного семенного материала 36
2.1. Теоретическое обоснование устройства и принцип действия установки для повышения биологической активности воды 36
2.2 Теоретическое обоснование способа подготовки семян арбузов к посеву 40
2.3 Конструкция аппарата для высева пророщенных семян арбузa 42
2.4 Теоретическое обоснование конструктивно-технологических параметров аппарата для высева проросшего семенного материала
2.4.1 Исследование процесса заполнения ячейки 47
2.4.2 Определение параметров ячейки и толщины высевающего диска 54
2.4.3 Обоснование радиуса высевающего диска 55
2.4.4 Исследование влияния угла наклона ячеистого диска 58
2.4.5 Определение характеристик щеточного отражателя 61
2.5 Выводы по главе 2 68
3. Экспериментальное обоснование технологии подготовки семян к посеву и режимных параметров аппарата для высева пророщенных семян 69
3.1. Программа экспериментальных исследований 69
3.2. Методика выбора числа экспериментальных исследований 71
3.3 Методика и процесс подготовки семян арбуза к посеву 74
3.4. Методика определения размерно-массовых и физико-механических характеристик пророщенных семян арбуза 78
3.4.1 Размерно-массовые характеристики проросших семян 78
3.4.2 Физико-механические характеристики семян
3.5 Методика определения режимно-конструктивных характеристик дискового 3.6 Методика определения характеристик щеточного отражателя 87
3.7. Методика планирования много факторного эксперимента 89
3.8 Выводы по главе 3 93
4. Результаты экспериментальных исследований 94
4.1. Размерно-массовые характеристики и физико-механические свойства
4.1.1 Значения размерно-массовых характеристик 94
4.1.2 Значения фрикционных характеристик семян 97
4.2. Результаты исследования конструктивных и технологических параметров работы аппарата для высева пророщенных семян 101
4.3 Результаты оптимизации конструктивных параметров дискового аппарата для высева проросших семян арбузов 105
4.4 Результаты полевых испытаний и фенологических наблюдений за динамикой
4.5 Выводы по главе 4 118
5. Эффективность предложенной технологии подготовки семян арбузов и средств механизации посева пунктирно гнездовым способом 120
5.1. Опрeделение энeргетичeских зaтрaт на прeдпосeвную пoдгoтовку сeмян.. 120
5.2 Расчет балансовой стоимости экспериментального аппарата для высева
5.3 Прямые эксплуатационные затраты 124
5.4 Сравнительная оценка традиционной и разработанной технологии предпосевной подготовки и высева пророщенных семян арбузов пунктирно
5.5 Выводы по главе 5 128
Список литературы 131
- Анализ сеялок точного высева для посева бахчевых культур
- Конструкция аппарата для высева пророщенных семян арбузa
- Методика определения размерно-массовых и физико-механических характеристик пророщенных семян арбуза
- Результаты исследования конструктивных и технологических параметров работы аппарата для высева пророщенных семян
Введение к работе
Актуальность исследований. Зона промышленного бахчеводства сосредоточена, главным образом в Южном федеральном округе (ЮФО). На сегодняшний день площадь пашни в ЮФО составляет 11,7 млн. га, из них под возделывание бахчевых культур отведена четвертая часть. Потребность в посевной технике в хозяйствах региона составляет 11,7 единиц на 1000 га посевов. Хозяйства региона ежегодно готовы расходовать на обновление основных фондов от 10 до 15% прибыли. В последнее время активно идет совершенствование приемов возделывания бахчевых культур, в частности арбузов, в т.ч. за счет введения новых ресурсосберегающих технологий и средств механизации. По сравнению с традиционными методами посева ресурсосберегающие технологии позволяют снижать затраты до 2 000 руб. с 1 га.
Степень разработанности темы. Важнейшим фактором повышения урожайности арбузов является качественное и своевременное проведение операции высева пророщенными семенами в сжатые агротехнические сроки.
До настоящего времени изучены некоторые вопросы посева бахчевых культур, изложенные в работах В.Г. Абезина, А.Н. Цепляева, М.Н. Шапрова, В.П. Бороменского и др. Однако, отсутствует научное обоснование технологии предпосевной подготовки семян арбузов с использованием электроактивированной воды, кроме того в конструкциях машин не обеспечивается достаточная точность высева, допускается повреждение проростков и перерасход семенного материала, отсутствует возможность высева пунктирно-гнездовым способом.
Цель исследования – повышение качественных показателей посева про-рощенных семян арбузов за счет совершенствования технологии подготовки семян и технических средств для высева пунктирно-гнездовым способом.
Задачи исследования:
-
Исследовать влияние обработки семян арбузов электроактивированной водой в технологии предпосевной подготовки; изучить влияние окислительно-восстановительного потенциала воды (ОВП) на скорость прорастания семян; разработать аппарат для электроактивации воды, обеспечивающий оптимальные значения его показателей.
-
Изучить физико-механические свойства пророщенных семян арбузов с применением электроактивированной воды.
-
Исследовать и обосновать конструктивно-технологические параметры аппарата для высева пророщенных семян арбузов пунктирно-гнездовым способом.
-
Теоретическими и экспериментальными исследованиями выявить факторы,
влияющие на показатели высева; оптимизировать параметры высевающего аппа-3
рата для высева с минимальным повреждением пророщенных семян арбузов.
5. Определить эффективность предложенной технологии подготовки семян арбузов и средств механизации посева пунктирно-гнездовым способом.
Объект исследования - технологические процессы подготовки к посеву и высева пророщенных семян арбузов с применением разработанной конструкции аппарата для высева пунктирно-гнездовым способом.
Предмет исследования - технологии подготовки к посеву и высева пророщенных семян арбузов сорта «Астраханский», взаимосвязи и зависимости кинематических и геометрических параметров аппарата для осуществления высева, которые определяют качественные показатели этой операции.
Научная новизна работы:
предложена технология предпосевной подготовки семян арбузов, с применением электроактивированной воды;
обоснованы теоретические положения и математические модели конструктивно-технологических параметров аппарата для высева пророщенных семян арбузов пунктирно-гнездовым способом, работающего по принципу индивидуального отбора семян, находящихся в растворе католита электроактивированной воды. Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на изобретения № 2480416, № 2496293, № 2503166, № 2503167, № 2507732, № 2522520, № 2533119, № 2533359, № 2537531, № 2541656, № 2552038; патентом на полезную модель № 146695.
Теоретическая и практическая значимость работы состоит в применении новой технологии подготовки семян к посеву и использовании конструкции аппарата для высева пророщенных семян арбузов пунктирно-гнездовым способом, в теоретическом и экспериментальном обосновании его параметров. Даны рекомендации по высеву проросших семян арбузов.
Методология и методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе общепринятых законов классической механики, теории вероятностей, планирования эксперимента и методов оптимизации. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с действующими методическими требованиями и стандартами, обработка результатов выполнялась методами математической статистики с применением компьютерных технологий.
Положения, выносимые на защиту:
D технология подготовки к посеву и проращивания семян арбуза;
D размерно-массовые характеристики и физико-механические свойства пророщенных семян арбузов, подготовленных к высеву по технологии с применением электроактивированной воды;
D математические модели, описывающие процесс работы аппарата для высева пророщенных семян арбузов;
D схема, конструктивные особенности, теоретические зависимости и результаты оптимизации конструктивно-технологических параметров аппарата для высева пророщенных семян арбузов пунктирно-гнездовым способом;
D результаты теоретических и экспериментальных исследований разработанной конструкции;
D показатели эффективности предложенной технологии подготовки семян арбузов и средств механизации высева пунктирно-гнездовым способом.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность исследований подтверждена достаточным объемом и высокой степенью точности опытных данных, применением современных методов обработки результатов экспериментов, использованием положений Государственных стандартов (ГОСТ), апробированных и общепринятых рекомендаций. Производственные испытания технологии подготовки семян арбузов к посеву проводились на базе ООО НПП «АгроПлюс», г. Астрахань. Полевые испытания аппарата для высева пророщенных семян арбузов пунктирно-гнездовым способом проводились на полях крестьянско-фермерского хозяйства (КФХ) «Куганны» Приволжского района Астраханской области.
Основные результаты исследований в рамках диссертационной работы представлены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и молодых ученых «Будущее АПК: наука и технологии, инновации и бизнес» (2011…2015гг.), на Международных научных конференциях «АСТИНТЕХ» (2012…2015гг.) в ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет», на Международной научно-практической конференции «Стратегическое развитие АПК и сельских территорий РФ в современных международных условиях» в ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет» (2015г.), а также в конкурсе научных проектов Министерства сельского хозяйства Астраханской области (2014г.).
Материалы исследований опубликованы в 38 печатных работах общим объемом 12,5 п.л. (6,2 п.л. приходится на долю автора), в том числе 6 из них в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, в 11 патентах РФ на изобретение и в 1 патенте РФ на полезную модель.
Анализ сеялок точного высева для посева бахчевых культур
Получение быстрых и дружных всходов при возделывании арбузов является чрезвычайно важной задачей, поскольку обеспечивает качественный и высокий урожай, а для этого необходимо своевременно и на должном уровне провести мероприятия по подготовке семян к высеву. Технология подготовки к высеву начинается с семявыделительной операции, первичной обработки семян и сводится к тому, чтобы вызвать клетки семени к активной жизни еще до высева.
Вопросам изучения влияния работы семявыделительных машин на процесс заготовки семян для их дальнейшего хранения и использования при высеве посвящены работы В.Г. Абезина, В.П. Бороменского, Ю.Е. Трушина, А.Н. Цепляева, М.Н. Шапрова и других [67, 84]. В нашей работе мы уделили внимание основными технологическими приёмами подготовки семян к посеву.
Наиболее распространенными приемами подготовки семян являются сортирование и калибрование по размерам, сортирование по плотности, протравливание, обработка микроудобрениями, гидротермическое аэрирование, закалка к пониженной температуре, прогревание, замачивание и проращивание [16, 44, 47, 49]. Ряд приемов направлен на защиту семян от болезнетворных бактерий и ограничения переноса заболеваний с посевным материалом на новые поля, а другая часть - на ускорение активности клеток семени, роста и развития растений.
Протравливание семян является основной обработкой и предусматривает воздействие на посевной материал ядовитыми препаратами. Протравливание проводится тремя известными способами - сухое, полусухое и мокрое.
Сухое протравливание - нанесение на поверхность сухих семян порошкообразных препаратов. Достоинство - простота осуществления. Полусухое протравливание семян заключается в нанесении на поверхность семян водных суспензий или растворов пестицидов из расчета 20...30л/т с последующим 3...4 часовым морением, проветриванием и сушкой. Мокрое протравливание предусматривает замачивания семян в жидком (раствор, суспензия, эмульсия) препарате с последующим 2 часовым морением, проветриванием, просушкой. Достоинство - эффективность уничтожения инфекций.
Несмотря на некоторые преимущества описанных способов, существует ряд важных недостатков, таких как неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда исполнителей, особенно, при использовании растворов формалина, необходимость дополнительного высушивания, высокая трудоемкость, и низкая производительность, а так же то, что семена все же остаются незащищенными от поражения фитопатогенами, сосредоточенными в почве.
Непосредственно перед высевом применяются нижеописанные способы подготовки семян.
Замачивание семян проводят до полного набухания в воде комнатной температуры или в подогретой до 30...35С для ускорения появления всходов. Семена, находящиеся в мешочках, опускают в емкость с водой на 1..2ч., затем высыпают и выдерживают в течение 6...8ч., после чего снова засыпают в мешочки и опускают в воду. В данной цикличности их замачивают до начала проклевывания.
После замачивания может проводиться закалка семян. Для этого семена выдерживают при температуре +2...-2С 12... 18ч. и при температуре 15...25С 12...16ч. в течение 7...10 дней.
При пониженной всхожести семян перед посевом может быть проведен их прогрев при температуре 30...40С - Зч., 50С - 2ч., 60С - 1ч. (всего 6 часов) или при температуре 40С не менее 24 часов.
Гидротермическое аэрирование или барботирование семян применяется для жизнеспособных семян, имеющих пониженную всхожесть и энергию прорастания, а также длительный период прорастания в почве. Оно проводится с целью сокращения периода от посева до всходов, ускорения роста и развития растений. Сущность барботирования семян заключается в том, что семена выдерживают в воде, насыщаемой кислородом или воздухом, при температуре 20...25С. Продолжительность барботирования для семян арбуза - 27...48ч. При снижении температуры продолжительность обработки увеличивается. Обработанные семена подсушивают при вентилировании до сыпучести и высевают во влажную почву [42].
Однако, наиболее сильное влияние на появление крепких, дружных всходов и рост растений в первый период активной жизнедеятельности оказывает проращивание семян. Эффективность от замачивания и проращивания повышается при обработке семян раствором электроактивированной воды с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) анолита +500 мВ и -600 мВ католита [79].
За несколько дней перед посевом семена замачивают в анолите электроактивированной воды с потенциалом +500...+600мВ в течение 0,20...0,25 часа при температуре 15...20С. После подсушивания при активном вентилировании в течение 1 часа при температуре 15.. .20С семена замачиваются в католите с потенциалом -600...-700мВ, укладываются в плотный холщовый материал, пропитанный католитом для проращивания. Высев семян производится при появлении проростков длиной 1...2мм. Семена погружаются в раствор католита с потенциалом -600... -700мВ и высеваются вместе с ним.
Замачивание семян в анолите электроактивированной воды производится вместо операции протравливание и позволяет уничтожить болезнетворные микробы и личинки вредителей, появившиеся при зимнем хранении семян. Замачивание семян в католите повышает биологическую активность семян, ускоряет всхожесть, рост и развитие растений. Высев семян с католитом создаёт благоприятные условия для роста и развития растений, повышает урожайность.
Выявление оптимальных показателей высева семян, обеспечивающих наилучший рост и развитие растений, получение высокого урожая плодов арбузов, являются одними из важных вопросов в системе агротехнических мероприятий. 1.3 Способы посева семян арбузов
На сегодняшний день при возделывании овощных и бахчевых культур существуют следующие способы посева: рядовой, гнездовой, квадратно-гнездовой или прямоугольно-гнездовой, пунктирный, односемянный (точный) и широкополосный.
Семена бахчевых культур высевают следующими способами - рядовым, квадратным, квадратно или прямоугольно-гнездовым и ленточным (рис. 1.1). Отсюда и соответствующие схемы посева [93, 94].
Конструкция аппарата для высева пророщенных семян арбузa
Повышение всхожести, экономия семян, увеличение урожайности плодов арбуза в более ранние сроки достигается тем, что выделенные семена из плодов, проходят предварительную подготовку - замачивание и проращивание в активированной воде, полученной методом электроактивации [79].
Предлагаемый нами способ подготовки семян арбузов к посеву включает следующие технологические приемы и операции [79]. Плоды, предназначенные для выделения семян, моются, с помощью семявыделительных устройств разрушаются на элементы, способствующие выделению семян [84]. Отделенные от корки, мякоти и сока семена перемещаются в емкость с водой, оборудованной установкой для перемешивания и барботирования.
Во время перемешивания и барботирования семян арбузов в воде происходит их разделение на две фракции - доброкачественные и легковесные -не пригодные для посева. Температура воды в ёмкости поддерживается в пределах +20...+30С. Доброкачественные семена опускаются на дно ёмкости, а легковесные всплывают на поверхность и удаляются из ёмкости сетчатым черпаком. Длительность перемешивания составляет 20...30мин. Полновесные доброкачественные семена со дна ёмкости рассыпаются тонким слоем 1,5...2,0см на решётчатую ёмкость и подсушиваются до полного удаления плёнки воды с поверхности семян.
Подсушенные семена погружаются в раствор анолита электроактивированной воды с потенциалом +500...+600мВ и выдерживаются в нем 0,2...0,5 часа. Обработанные анолитом семена пересыпаются в решётчатую ёмкость, высушиваются при периодическом перемешивании до кондиционной влажности 13... 14% и затариваются в конопляные или хлопчатобумажные мешки для зимнего хранения.
За три дня до высева семена замачиваются в анолите электроактивированной воды с потенциалом +500...+600мВ и выдерживаются в нем в течение 0,20...0,25 часа при температуре 15...20С. После подсушиваются при активном вентилировании в течение 1 часа при температуре +15...+20С семена арбузов замачиваются в католите с потенциалом -600... -700мВ и укладываются на материал, смоченный католитом для осуществления проращивания.
Высев семян выполняется при появлении проростков длиной 1...2ММ. Пророщенные семена, погруженные в раствор католита, высеваются вместе с ним высевающим аппаратом, минимизирующим повреждение проростков.
При осуществлении предлагаемого способа предпосевной подготовки выполняются следующие технологические операции: D мойка и разрушение плодов на элементы, способствующие выделению семян; D барботирование в ёмкости с водой, в результате, которого семена очищаются от плёнки и насыщаются воздухом, что обеспечивает в дальнейшем при проращивании более быстрое их набухание и активизирует ферментные системы; D обработка семян анолитом электроактивированной воды с потенциалом +500...+600 мВ в течение 0,2...0,5 часа, которая обеспечивает уничтожение болезнетворных микробов и личинок вредителей, что позволяет в дальнейшем получать здоровые, полноценные всходы растений; D высушивание при периодическом перемешивании до кондиционной влажности 13... 14% и затаривание в конопляные или хлопчатобумажные мешки для зимнего хранения; D замачивание семян в анолите электроактивированной воды с потенциалом +500...+600 мВ 0,20...0,30 часа за три дня до посева производится вместо протравливания и позволяет уничтожить болезнетворные микробы и личинки вредителей, появившиеся при зимнем хранении семян; D подсушивание семян в течение 1 часа при активном вентилировании; D замачивание их в растворе католита с потенциалом -600... -700мВ и укладка на брезент, смоченный католитом для проращивания, повышает биологическую активность семян, ускоряет всхожесть, рост и развитие растений; D высев семян с католитом, имеющим потенциал -600...-700 мВ создаёт благоприятные условия для роста и развития растений, повышает урожайность.
Согласно предложенному в данном исследовании способу подготовки семян арбузов к посеву гарантировано повышение жизнеспособности семян, их энергии прорастания, всхожести, продуктивности растений, увеличение урожайности высококачественных плодов и возможности получения ранней продукции.
Качественный высев является гарантией получения повышенной урожайности. Для того чтобы получить дружные всходы и оптимальное развитие растений, важно обеспечить правильное распределение точного количества семян, их заделку на заданную глубину, что должно быть выполнено в сжатые сроки.
Основной задачей при высеве пророщенных семян арбуза является формирование гнезд с взаимным удалением семян друг от друга и расположением семян на расстоянии равном половине длины семени, обеспечение точности высева не менее 95% без травмирования проростков. Результатом проведения такой технологии посева будет экономия дорогостоящего семенного материала, обеспечение возможности прореживания растений без повреждения гнезда.
Вероятность появления гнезд с числом растений, равным числу семян высеваемых в гнездо увеличивается со снижением повреждения проростков и увеличением всхожести. Из практики известно, что полевая всхожесть семян бахчевых культур ниже, чем лабораторная на 20... 30%. Для обеспечения требований качественного однозернового заполнения проросших семян ячеек важны её параметры: длина, ширина и форма, а также толщина высевающего диска.
Минимальное повреждение проростков семян можно достичь за счет применения разработанной нами конструкции высевающего аппарата (рис. 2.2) [9, 11, 52, 53, 82]. Аппарат для высева пророщенных семян арбузов состоит из ячеистого приводного диска 3 с отражателем семян 4, закрытого в нерабочей зоне кожухом, и привода 11 ячеистого диска, который установлен под углом к горизонтальной плоскости. Ячейки 7 выполнены по форме и размерам семени и размещены на периферийной части диска группами, количество ячеек в группе равно числу высеваемых в гнездо семян. Ячеистый приводной диск 3 установлен на днище семенного ящика, к боковой стенке которого закреплен щеточный отражатель семян 4, размещенный над высевающим окном 8, выполненном в днище 2 семенного ящика. Высевающее окно сопряжено с ячейками приводного диска и имеет длину, равную длине двух ячеек и ширину большую ширины двух ячеек. Длина и упругость ворса щеточного отражателя 4 принята из условия предотвращения травмирования проростков семян, нижняя часть ворсинок имеет параболический изгиб навстречу вращению ячеистого приводного диска. Над ячеистым диском установлен направляющий круговой конический направитель 9 с углом между образующей и основанием равным 25...30, закрепленный к приводному валу ячеистого приводного диска шпилькой. Днище 2 ячеистого приводного диска установлено под углом 45...55 и герметично соединено с нижней кромкой семенного ящика.
Методика определения размерно-массовых и физико-механических характеристик пророщенных семян арбуза
Исследования технологических процессов и разработка конструкций сельскохозяйственных машин необходимо обосновывать экспериментальными исследованиями физико-механических свойств применяемых материалов, в связи с непосредственным взаимодействием их рабочих органов и обрабатываемого объекта, что отражено в работах академиков В.П. Горячкина, Г.Е. Листопада, профессора А.Н. Гудкова и других [27, 33, 35, 36, 43, 54, 55]. Изыскание высевающих аппаратов посевных машин всегда сопряжено с детальным изучением физико-механических свойств, применяемого посевного материала -семян бахчевых культур.
В развитии науки экспериментальные исследования играют огромную роль, отмечал профессор Веденяпин Г.В., полученные данные позволяют судить об общей картине исследования, производить оценку реалистичности теоретических выкладок и дальнейшего её совершенствования [33].
Обобщенного справочного материала, классифицирующего свойства семян бахчевых культур крайне мало, а существующий является разрозненным, неполным и чрезвычайно условным. В проводимых нами исследованиях использовался пророщенный семенной материал - семена арбузов, характеристики которых значительно отличаются от свойств сухого посевного материала.
Программа экспериментальных исследований аппарата для высева пророщенных семян арбузов пунктирно-гнездовым способом составлена на основе теоретических изысканий, представленных во второй главе, и предусматривает решение основных задач: 1. Выбор необходимого количества опытов. 2. Определение оптимальных условий проращивания семян арбузов, по предложенному способу предпосевной подготовки. 3. Определение размерно-массовых и физико-механических характеристик проросших семян арбуза. 4. Изготовление лабораторной и экспериментальной установки аппарата для высева пророщенных семян пунктирно-гнездовым способом. 5. Проведение лабораторных исследований процесса высева пророщенных семян арбуза, с использованием метода оптимального планирования эксперимента и определения данных по оптимизации режимно-конструктивных параметров аппарата. 6. Математическая обработка экспериментальных данных. 7. Проведение полевых испытаний экспериментального высевающего аппарата. Изготовление аппарата для высева пророщенных семян арбузов и проведение лабораторных опытов проводилось на кафедре агроинженерии, мелиорации и агроэкологии ФГБОУ ВПО «Астраханского государственного университета». Полевые испытания осуществлялись в период с третьей декады апреля по май 2013 г. на полях КФХ «Куганны» Приволжского района Астраханской области.
Климат континентальный, сухой. Господствующее направление ветров -юго-восточное, восточное и западное. Распределение осадков крайне неравномерное и по месяцам, и по годам, которое оказывает влияние на почвенные и атмосферные засухи. Годовая сумма осадков 180...200мм. Характеризуется также большими годовыми и суточными амплитудами колебания температуры воздуха, малым количеством осадков и большой испаряемостью влаги. Колебание плюсовых и минусовых температур составляет 78С (-30С зимой и + 48С летом). Высота снежного покрова 4...7см, глубина промерзания грунта 0,9м. Наиболее распространены поименно-луговые и влажно-луговые слоистые почвы. Имеются также светло-каштановые и бурые почвы, пески и солончаки.
На опытном участке почва светло-каштановая, бурая полупустынная, по механическому составу суглинистая и супесчаная. Опыты проводились с сортом арбуза «Астраханский», поскольку этот сорт получил большую популярность в регионах ЮФО нашей страны, занимающихся товарным бахчеводством. «Астраханский» арбуз один из самых популярных сортов в России, признан лежким и транспортабельным, что важно в товарно-потребительских отношениях [90, 91].
Под планированием эксперимента понимается процедура выбора числа опытов и требований их проведения, необходимых для решения поставленной задачи с определенной точностью. Экспериментом является такое исследование, при котором входные переменные можно изменять в учитываемых условиях, управлять ходом опытов и воссоздавать их результаты каждый раз при повторении с точностью случайных ошибок. Для решения различного рода задач, возникающих перед исследователями, применяются статистические методы планирование и анализ экспериментальны данных. В некоторых случаях необходимо проверить причинно-следственную связь между входными (факторами) и выходными переменными (откликами), в других - определить оптимальные условия протекания процесса или сравнить изучаемые объекты и т.д. [31, 108].
В наших исследованиях полученные промежуточные результаты, подвергались анализу, математической компьютерной обработке, что дало возможность оценить процесс проведения опытов и адекватность получаемых данных, провести корректирование теоретических и конструктивных элементов.
При оценке качественных показателей работы аппарата для высева пророщенных семян арбуза пунктирно-гнездовым способом следовали методике указанной в ОСТ 70.10.8-84 «Испытания сельскохозяйственной техники. Программа и методы испытаний» [67].
В процессе исследований работы экспериментального аппарата для высева проросших семян арбузов применялись точные методы измерения и регистрирования полученных значений величин. Для определения количества необходимых опытов исходили из надёжности, которая изменяется в пределах от 0,5 до 0,99 [31], достаточная для нашей работы надежность и проведенных в ней опытов составляет Н = 0,9 [15, 33].
Результаты исследования конструктивных и технологических параметров работы аппарата для высева пророщенных семян
В разделе представлены результаты исследований лабораторной и полевой всхожести сухого, пророщенного семенного материала в водопроводной и электроактивированной воде. Закладка опытов по проращиванию и проверке начального роста в открытом грунте пророщенных семян арбуза сорта «Астраханский» в электроактивированной и в водопроводной воде и в качестве контроля сухих, осуществлялась в лаборатории кафедры агроинженерии, мелиорации и агроэкологии ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет».
В результате фенологических наблюдений и сравнения результатов процесса прорастания семян установлено, что срок прорастания семян сорта «Астраханский», замоченных в водопроводной воде - 4 дня, замоченные в электроактивированной воде - менее 2 дней. Лабораторная и полевая всхожесть отмечалась у семян, замоченных в электроактивированной воде на 3...4 дня раньше, чем у семян замоченных и пророщенных в водопроводной воде. После прорастания на 2 и 3 день был проведен подсчет процента всхожести. На 5 день семена арбузов были высажены в открытый грунт. Начальное выращивание растений проводилось в апреле 2013 г. на опытном участке в с. Татарская Башмаковка Приволжского района Астраханской области.
Установлено, что электроактивированная вода, являясь стимулятором эмбриогенеза, быстро поступает через оболочку семени и его набухание значительно увеличивается [21, 22, 74, ПО]. Вместе с электроактивированной водой к клеткам семени поступают ионы кальция, магния и кремния [табл. 9 приложение 2]. Они локализуются главным образом в зародыше и первичных корешках, чем стимулируют и улучшают их рост, рисунок 4.18.
Наименование семян арбуза Время закладки Кол-во семян Время прорас тания Количествопроросшихсемян изгруппы %всхожести Времявысевапослезамачивания Датапояв.всходов ФазаЗ листа Замоченные в электроактивированной воде 11.05.13 20 на 2 день 20 100% на 3 день 21.05. на 10 день Замоченные вводопроводнойводе 11 05.13 20 на 4 день 14 70% на 5 день 26.05 на 15 день По данным таблицы 4.9 видно, что семена арбузов проросли на 2...3 день, соответственно это дало возможность на 3 день высеять семена в почву. После посева в грунт семена, обработанные электроактивированной водой дали более дружные и крепкие всходы. Фаза третьего листа наблюдалась у растений на 9... 11 дни после замачивания семян. Фаза четвертого листа прошла с разницей 5...7 дней раньше у растений семена, которых были замочены в биологически активированной воде. Всходы появились через 5 дней после высева на 6 день после замачивания. Средний процент всхожести составил 95%.
Полевые испытания показали, что после посева проросшие с применением электроактивированной воды семена всходят на третий день, чем проросшие в водопроводной воде - на 5... 6 день, а сухие семена на 10 день.
Электроактивированная вода существенно ускоряет процесс прорастания, влияет на лабораторную и полевую всхожесть семян арбузов, на их физико-механические свойства. Наблюдается разница в росте растений, а значит и в получении урожая. Использование в технологии предварительной подготовки семян обработки электроактивированной воды повышает всхожесть семян, энергию их прорастания, уменьшает повреждаемость семян и растений болезнями и вредителями, увеличивает силу роста и развития растений, увеличивается урожай до 30% ранней экологически чистой продукции [74]. Удалось ускорить развитие растений и можно предположить, что урожай можно получить на 20 дней раньше, при этом повысив всхожесть семян на 20-30%, что приведет к положительному экономическому эффекту при раннем созревании арбузов и к получению экономической прибыли.
Полевой эксперимент по испытанию разработанной конструкции аппарата для высева проросших семян проводился на опытном поле крестьянско-фермерского хозяйства «Куганны» Приволжского района Астраханской области.
Проведенными полевыми испытаниями (рис. 4.19, 4.20) установлено, что разработанная конструкция высевающего аппарата обеспечивает точность высева 96%, повреждение проростков семян менее 1%, всхожесть семян составила 98%, что соответствует основным агротехническим требованиям к высеву бахчевых культур, а именно: обеспечение точности дозирования не менее 95%; отсутствие пустых гнезд; повреждение семян не более 0,5%; неизменность высева при различной высоте слоя семян в бункере, уклоне местности и толчках; простота конструкции, надежность в работе и удобство в обслуживании. - трактор; 2 - брус; 3 - семенной ящик; 4 - дисковый нож с ребордами и почвозацепами; стрельчатая лапа Рисунок 4.19 - Схема полевой установки для исследования работы аппарата по высеву пророщенных семян арбуза
Определение качества сформированного гнезда производилось путем его раскопки и замером линейкой (рис. 4.21). По этиолированной части растений определяли глубину заделки семян. Взошедшие растения срезались на уровне дневной поверхности, откапывались и извлекались из почвы, замерялась длина извлеченного стебля, полученное значение принято за глубину заделки семян.