CC BY
39
4. Демчук Е.В. Совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур / Е.В. Демчук, А.С. Союнов // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2016. -№ 2 (22). - С. 242-246.
5. Протоколы испытаний ФГУП «Сибирская государственная зональная машиноиспытательная станция». - 2000. - Режим доступа: http://sibmis.ru/index.php/ispit/rezisp (дата обращения 10.06.2016).
Демчук Евгений Владимирович, канд. техн. наук, доцент, Омский ГАУ, ev.dem-chuk@omgau.org; Мяло Владимир Викторович, канд. техн. наук, доцент, Омский ГАУ, vv.mya-lo@omgau.org; Сабиев Уахит Калижанович, д-р техн. наук, профессор, Омский ГАУ, uk.sa-biev@omgau.org; Кем Александр Александрович, канд. техн. наук, Омский ГАУ, mehaniz-mcx@omskportal.ru; Голованов Дмитрий Александрович, канд. техн. наук, Омский ГАУ, okb@omskagromash.ru; Чекусов Максим Сергеевич, канд. техн. наук, Омский ГАУ; Миклашевич Владимир Львович, канд. техн. наук, Омский ГАУ; Союнов Алексей Сергеевич, канд. техн. наук, Омский ГАУ, as.soyunov@omgau.org; Головин Александр Юрьевич, ст. преподаватель, Омский ГАУ, ayu.golovin@omgau.org.
4. Demchuk E.V. Sovershenstvovanie tehnologii vozdelyvanija sel'skohozjajstvennyh kul'tur / E.V. Demchuk, A.S. Sojunov // Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2016. -№ 2 (22). - S. 242-246.
5. Protokoly ispytanij FGUP "Sibirskaja gosudarstvennaja zonal'naja mashinoispytatel'naja stancija". - 2000. - Rezhim dostupa: http://sibmis.ru /index.php/ispit/rezisp (Data obrashhenija 10.06.2016).
Demchuk Evgenij Vladimirovich, Cand. Tech. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, ev.dem-chuk@omgau.org; Myalo Vladimir Viktorovich, Cand. Tech. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, vv.mya-lo@omgau.org; Sabiev Uakhit Kalizhanovich, Dr. Tech. Sci., Prof., Omsk SAU, uk.sabiev@omgau.org; Kem Alexandr Aleksandrovich, Cand. Tech. Sci., Omsk SAU, mehaniz-mcx@omskportal.ru; Golo-vanov Dmitrij Aleksandrovich, Cand. Tech. Sci., Omsk SAU, okb@omskagromash.ru; Chekusov Maksim Sergeevich, Cand. Tech. Sci., Omsk SAU; Miklashevich Vladimir Lvovich, Cand. Tech. Sci., Omsk SAU; Soyunov Alexej Sergeevich, Cand. Tech. Sci., Omsk SAU, as.soyunov@omgau.org; Golovin Alexandr Yurevich, Senior Teacher, Omsk SAU, ayu.golovin@omgau.org.
УДК 631.17:631.331 А.А. Кем, В.Л. Миклашевич
Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Омск М.С. Чекусов
Министерство сельского хозяйства и продовольствия Омской области, Омск
СОШНИК ДЛЯ ДВУХСТРОЧНОГО ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР С РАЗНОУРОВНЕВЫМ ВНЕСЕНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Среди множества факторов, влияющих на получение высокого урожая, определяющим является посев. Ни одна другая технологическая операция не требует большего внимания и не влияет в большей степени на урожай и его качество. При посеве необходимо с целью создания наилучших условий для прорастания семян и появления всходов обеспечить оптимальную густоту стеблестоя, а также равномерное распределение семян по площади питания и глубине заделки. Особое внимание следует уделить внесению удобрений. Наиболее благоприятным является раздельное внесение удобрений и семян. Тенденции мирового развития посевной техники направлены на разноуровневый высев семян и удобрений, в то время как большинство отечественных сеялок производят внесение стартовой дозы удобрений совместно с семенами. Разработан комбинированный сошник, который позволяет получить двухстрочный посев с шириной рассева до 50 мм при расстоянии между строками 80 мм с одновременным внесением стартовой дозы удобрений ниже уровня семян на 40 мм. Проведенные лабораторно-полевые исследования по-
© Кем А.А., Миклашевич В.Л., Чекусов М.С., 2017
казали, что предлагаемая конструкция комбинированного сошника работоспособна, позволяет производить посев семян и внесение удобрений на разную глубину. Анализ полученных результатов полевых опытов показал, что при посеве с одновременным разноглубинным внесением удобрений была получена прибавка урожая зерна от 9 до 20% в сравнении с контролем (посев без удобрения). Уточнены основные параметры элементов разрабатываемого комбинированного сошника: угол атаки - 25°, угол раствора долота - 20°, длина долота - 0,110 м, высота долота - 0,18 м; размер пластин расширителя: высота - 0,12 м, ширина - 0,12 м, пластины установлены под углом 30°; диаметр семяпровода и тукопроводов - 0,30 м.
Ключевые слова: сеялка, двухстрочный посев, семена, удобрения, комбинированный сошник, долото, уширитель.
Введение
Одной из задач развития вопросов механизации посева зерновых культур является разработка и освоение высокопродуктивных, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий их возделывания для обеспечения наилучших условий прорастания семян и получения их оптимальной густоты при равномерном размещении по глубине. Для роста и развития культурных растений необходимы определенное количество питательных веществ, влаги, света, тепла и достаточная площадь питания. Особое внимание при посеве следует уделить внесению удобрений. Тенденции мирового развития посевной техники направлены на разноуровневый высев семян и удобрений, в то время как большинство отечественных машин производят внесение стартовой дозы удобрений совместно с семенами [1-3].
Установлено, что совместное с семенами внесение минеральных удобрений может повлечь за собой солевой эффект и токсичное воздействие удобрения (химический ожог). Некоторые семена погибают в период токсического воздействия, что приводит к снижению всходов, урожайности и, как следствие, прибыли предприятия. Наиболее благоприятным является раздельное внесение удобрений и семян, это позволяет корням растений развиваться в направлении источника питания, образуя разветвленную корневую систему [4-5].
Перспективными становятся разработка и освоение в производстве высокопродуктивных, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий и новых рабочих органов для возделывания зерновых культур [6, 7].
Была предложена рабочая гипотеза - разработать комбинированный сошник для обеспечения двухстрочного посева зерновых, позволяющего более равномерно распределять семена по площади питания и глубине заделки. При этом стартовая доза минеральных удобрений (одновременно с посевом) вносится ниже уровня семян основной культуры.
Цель работы - обосновать параметры комбинированного сошника для обеспечения двухстрочного посева с одновременным разноуровневым внесением минеральных гранулированных удобрений.
Материалы и методы
Методика теоретических и экспериментальных исследований обоснования конструктивных параметров комбинированного сошника предусматривала использование основных положений законов классической механики, математики и статистики. Для проведения экспериментальных исследований был изготовлен макет лабораторной сеялки и заложен полевой опыт по определению работоспособности комбинированного сошника и влияния норм внесения удобрения на урожай зерна яровой пшеницы. Исследования выполняли по методикам ГОСТ 1.5-93, ОСТ 10.5.1-2000 «Машины посевные. Программа и методы испытаний» [8].
Результаты исследований
При анализе работы различных типов сошников установлено, что большинство сошников обеспечивает внесение стартовой дозы удобрений совместно с семенами, что не дает возможности при прорастании семян получить достаточно полную отдачу от удобрений, а нередко приводит к химическому ожогу семян и их гибели.
Для устранения данного недостатка был разработан комбинированный сошник. Для закладки полевого опыта изготовлена лабораторная модульная установка на базе универсального шасси (рис. 1). Шасси состоит из рамы с навесным устройством, которое опирается на два пневмоколеса диаметром 550 мм. На раме шасси установлены два бункера для зерновых культур и минеральных удобрений. В нижней части рамы закреплен комбинированный сошник для разноуровневого посева и внесения удобрений. Привод высевающих аппаратов осуществлялся от опорно-приводного колеса шасси. Норма высева и внесения удобрений регулировалась изменением передаточного отношения (частотой вращения) и рабочей части катушки. Глубина высева регулировалась перемещением опорных колес верх или вниз.
Рис. 1. Модульная установка для разноуровневого двухстрочного посева и внесения минеральных удобрений
При движении комбинированного сошника по полю долото, благодаря заостренному носку и установленному углу атаки, врезается в почву. Подрезанная почва перемещается вдоль стойки сошника и подается на уширители. В образованную долотом борозду через тукопровод подаются минеральные удобрения и укладываются на дно бороздки. При переходе почвы с долота на стойку из-за прямолинейного профиля нижней кромки стойки происходит частичное осыпание почвы и заделка минеральных удобрений. Одновременно с деформацией почвы кромки расширителей формируют дно борозды, образуя уплотненное ложе, на которое через семянаправители с двух сторон от стойки подаются семена. Почва при сходе с ущирителей осыпается и засыпает засеянные бороздки. Семена укладываются на уплотненное ложе и сверху засыпаются влажным слоем почвы.
Предлагаемый комбинированный сошник позволяет получить двухстрочный посев основной культуры, при этом минеральные удобрения располагаются ниже уровня семян на 0,04 м. Такое ориентированное размещение удобрений относительно высеян-
ных семян способствует развитию корневой системы в период вегетации, обеспечивая дружность всходов и повышение урожайности.
Полевой опыт был двухфакторный, заложен на опытном поле ФГБНУ СибНИ-ИСХ, повторность трехкратная. Посев делянок проводился модулем с комбинированным сошником для разноуровневого посева зерновых и внесения удобрений в агрегате с трактором Т-25. Ширина делянок (1,1 м) равна ширине захвата жатки селекционного
комбайна «Хейге-125», длина - 14 м. Таким образом, площадь делянок составляла 2 2 15,4 м . Суммарная площадь опытного участка 330 м . Все проходы трактора при посеве проводились при одинаковой норме высева. Весь объем работ был выполнен в течение одной рабочей смены (рис. 2).
Рис. 2. Закладка полевого опыта комбинированным сошником для разноуровневого двухстрочного посева и внесения удобрений
Рельеф земельного участка, выбранного под посев, - ровный с однородным почвенным типом. Тип почвы - чернозем супесчаный. Перед посевом определялась влажность почвы по горизонтам 0-5, 5-10 см. Условия проведения опыта включали посев пшеницы с нормой высева 4,0 млн всхожих зерен на гектар площади. Качественные показатели семян сорта Омская-36: масса 1000 - 33 г, полевая всхожесть 92%, влажность 14%.
За контроль был принят рядовой посев яровой мягкой пшеницы Омская-36 без удобрений. Два варианта внесения удобрений с нормами 100 и 150 кг/га в физическом весе. В качестве минеральных удобрений применялась аммиачная селитра, размер гранул колебался от 12,2 до 14,8 мм, влажность 7,2%.
Перед комбайновой уборкой с делянок в трехкратной повторности с площади 1 м2 были взяты снопы для проведения структурного анализа и определения качественных показателей зерна. Качественные и количественные показатели анализа снопового материала представлены в табл. 1.
Таблица 1
Структурный анализ урожая, опыт 2015 г.
Средние качественные показатели
№ Норма внесения удобрений, Высота Кол-во Масса Белок, % Урожай
п/п кг/га стеблей, стеблей, 1000 зерен, зерна,
см шт. г т/га
1 Посев без удобрений (контроль) 89,0 3,2 21,2 13,17 2,39
2 100 87,05 3,67 20,6 13,51 2,99
3 150 92,06 4,55 22,0 13,39 3,02
Уборка делянок проводилась селекционным комбайном «Хейге-125». Перед началом уборки были сделаны раскосы делянок и проведены замеры фактической площади каждой делянки. Зерно с каждой делянки высыпалось в мешок. В тот же день все мешки с зерном взвесили, определили влажность (21%) и засоренность (36%). Урожайность зерна была пересчитана на стандартные показатели на влажность (14%). Результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2
Урожай зерна в зависимости от нормы внесения удобрения, т/га
№ п/п Норма внесения удобрений, кг/га Масса зерна в среднем с одной делянки, кг Урожай зерна, т/га
1 2 3
1 Посев без удобрений (контроль) 0,257 0,223 0,240 2,40
2 Аммиачная селитра, 100 0,259 0,230 0,242 2,45
3 Аммиачная селитра, 150 0,267 0,257 0,262 2,60
Проведенные лабораторно-полевые исследования на посеве яровой пшеницы позволили доказать, что предлагаемая конструкция комбинированного сошника работоспособна, позволяет производить посев семян и внесение удобрений на разную глубину. Была получена прибавка урожая зерна от 9 до 20% в сравнении с контролем.
За счет совмещения операций (обработки почвы, посева и внесения стартовой дозы удобрений) применение комбинированного сошника позволяет уменьшить количество проходов техники по полю, снизить уплотнение почвы, расход ГСМ и повысить производительность до 20%.
Экспериментальные исследования позволили уточнить рациональные параметры элементов комбинированного сошника.
Выводы
Разработанная конструкция комбинированного сошника для прямого посева по необработанным фонам позволяет выполнять двухстрочный посев с шириной рассева до 50 мм при расстоянии между строками 80 мм. Одновременно с посевом сошник вносит минеральные удобрения ниже уровня семян на 40 мм, что устраняет прямой контакт семян и удобрений и обеспечивает повышение урожайности от 9 до 20% в сравнении с контролем.
Экспериментальные исследования позволили уточнить основные параметры элементов разрабатываемого комбинированного сошника:
- долота: угол атаки - 25°, угол раствора - 20°, длина - 0,110 м, высота - 0,18 м;
- размер пластин расширителя: высота - 0,12 м, ширина - 0,12 м, пластины установлены под углом 30°;
- диаметр семяпровода и тукопровода - 0,30 м.
А.А. Kem, V.L. Miklashevich
Siberian Scientific Research Institute of Agriculture, Omsk M.S. Chekusov
Ministery of Agriculture of Omsk region, Omsk
Plowshare for two lines sowing of grain crops with different level application
of mineral fertilizers
The process of sowing is the main factor for getting high yield among a set of the factors influencing to receiving a big yield. No other technological operation doesn't demand bigger attention and doesn't influence more at a yield and its quality. It is necessary to provide for the purpose of creation the best conditions for ger-
mination and emergent seeds supply there with optimum stems density, and regular distribution seeds on the area and depth. Separate application of fertilizers and seeds is optimum. The special attention at sowing process should be paid to application of fertilizers. Tendencies of world development sewing machines are directed on different levels sowing seeds and fertilizers while the majority of Russian seeders produce combined application of a starting dose fertilizers together with seeds. The combined plowshare was work out. It can supplied two line seeding with the a width of sowing up to 50 mm at distance between lines of 80 mm simultaneously application a starting dose of fertilizers lower than a level of seeds on 40 mm. Carried out laboratory and field investigations showed that the offered design of the combined plowshare is efficient and allows to make sowing seeds and application of fertilizers on different depth. The analysis of the received results of field experiments showed that at sowing with simultaneous application of fertilizers on the different level supplied the rising grain yield from 9 to 20% in comparison with control (sowing without fertilizer). The conducted studies allowed to specify main parameters of the developed combined plowshare: for chisel - the angle of attack 25°, the angle of the chisel - 20°, length of the chisel - 0.110 m, chisel height - 0.18 m; for dilator of size plates: height - 0.12 m, width - 0.12 m; the plates are disposed at an angle 30°; diameter of the seed conductor and fertilizers conductor - 0.30 m.
Keywords: seeder, two line sowing, seeds, fertilizers, combined plowshare, chisel, dilator.
Список литературы
1. Петухов Д.А. Инновационные проекты, новые технологии и оборудование / Д.А. Петухов, М.Е. Чаплыгин, А.Н. Назаров // Техника и оборудование для села. - 2013. - № 4. - С. 10-14.
2. Ногтиков А.А. Развитие конструкций комбинированных рабочих органов посевных машин / А.А. Ногтиков, В.П. Бычков // Достижения науки и техники АПК. - 2002. - № 1. - С. 25-26.
3. Домрачев В.А. Механизация процессов селекции, земледелия и растениеводства : монография / В.А. Домрачев, А.А. Кем, В.Е. Ковтунов, Е.В. Красильников, А.П. Шевченко. - Омск : Изд-во ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина. -2011. - 190 с.
4. Сеялка с комбинированными сошниками для зерновых культур и локального внесения удобрений / Д.Б. Миних, В.В. Мальцев, Е.Д. Волков, С.П. Гавар // Науч.-техн. бюл. / ВАСХНИЛ. Сиб. Отд-ние. СибНИИСХ. - 1988. - Вып. 6. - С. 3-6.
5. Омельянюк Л.Л. Продуктивность ячменя при локальном внесении удобрений / Л.Л. Омелья-нюк, П.И. Воронин // Бюллетень ВИУА. - 1980. -№ 53. - С. 19-22.
6. Домрачев В.А. Комбинированный сошник для разноуровневого посева семян и внесения удобрений / В.А. Домрачев, А.А. Кем, В.Л. Мик-лашевич // Информационные технологии, системы и приборы в АПК : Агроинфо-2015 : мат. 6-й Межд. науч.-практ. конф. Ч. 1. - Новосибирск, 2015. - С. 319-322.
7. Демчук Е.В. Комбинированный сошник зерновой сеялки / Е.В. Демчук, В.В. Мяло // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2014. - № 1. - С. 81-83.
8. ОСТ 10.5.1-2000. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей. - Введ. 15.06.2000. - М. : Минсельхозпрод России, 2000. -72 с.
References
1. Petuhov D.A. Innovacionnye proekty, novye tekhnologii i oborudovanie / D.A. Petuhov, M.E. Chaplygin, A.N. Nazarov // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. - 2013. - № 4. - S. 10-14.
2. Nogtikov A.A. Razvitie konstrukcij kombi-nirovannyh rabochih organov posevnyh mashin / A.A. Nogtikov, V.P. Bychkov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - 2002. - № 1. - S. 25-26.
3. Domrachev V.A. Mekhanizaciya processov selekcii, zemledeliya i rastenievodstva : monografiya / V.A. Domrachev, A.A. Kem, V.E. Kovtunov, E.V. Krasilnikov, A.P. Shevchenko. - Omsk : Izd-vo FGBOU VPO OmGAU im. P.A. Stolypina. - 2011. -190 s.
4. Seyalka s kombinirovannymi soshnikami dlya zernovyh kul'tur i lokal'nogo vneseniya udobrenij / D.B. Minih, V.V. Malcev, E.D. Volkov, S.P. Gavar // Nauch.-tekhn. byul. / VASKHNIL. Sib. Otd-nie. SibNIISKH. - 1988. - Vyp. 6. - S. 3-6.
5. Omelyanyuk L.L. Produktivnost' yachmenya pri lokal'nom vnesenii udobrenij / L.L. Omelyanyuk, P.I. Voronin // Byulleten' VIUA. - 1980. - № 53.-S. 19-22.
6. Domrachev V.A. Kombinirovannyj soshnik dlya raznourovnevogo poseva semyan i vneseniya udobrenij / V.A. Domrachev, A.A Kem, V.L. Mik-lashevich // Informacionnye tekhnologii, sistemy i pribory v APK : Agroinfo-2015 : mat. 6-j Mezhd. nauch.-prakt. konf. Ch. 1. - Novosibirsk, 2015. -S. 319-322.
7. Demchuk E.V. Kombinirovannyj soshnik zernovoj seyalki / E.V. Demchuk, V.V. Myalo // Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2014. - № 1. - S. 81-83.
8. OST 10.5.1-2000. Ispytanie sel'skoho-zyajstvennoj tekhniki. Mashiny posevnye. Metody ocenki funkcional'nyh pokazatelej. - Vved. 15.06.2000. - M. : Minsel'hozprod Rossii, 2000. -72 s.
Кем Александр Александрович, канд. техн. наук, доцент, ФГБНУ СибНИИСХ, sibniish@bk.ru; Миклашевич Владимир Львович, канд. техн. наук, доцент, ФГБНУ СибНИИСХ; Чекусов Максим Сергеевич, канд. техн. наук, МСХиП Омской области, msh.omskportal.ru.
Kem Alexandr Aleksandrovich, Cand. Tech. Sci., Ass. Prof., Siberian Scientific Research Institute of Agriculture, sibniish@bk.ru; Miklashevich Vladimir Lvovich, Cand. Tech. Sci., Ass. Prof., Siberian Scientific Research Institute of Agriculture; Chekusov Maxim Sergeevich, Cand. Tech. Sci., Ass. Prof., Ministery of Agriculture of Omsk region, msh.omskportal.ru.
УДК 637.146.34 П.А. Лисин
Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, Омск О.В. Пасько
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва М.С. Есипова
Омский государственный технический университет, Омск
РЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ ЙОГУРТА ОБОГАЩЕННОГО
Молочные продукты являются важнейшим компонентом в рационе питания человека. На их долю приходится 20% удовлетворения потребности человека в белке и 30% - в жире. В области технологии производства молочных продуктов приоритетными направлениями являются работы, связанные с созданием технологических процессов выработки продуктов с заданными составом и свойствами, с комплексным использованием сырья. Использование большого количества новых ингредиентов требует привлечения современных информационных компьютерных технологий для оперативного рецептурного расчета продуктов питания с новыми составом и свойствами. При проектировании состава молочных продуктов с заданной пищевой и биологической ценностью следует учитывать один из важнейших показателей качества - консистенцию продукта. Для контроля консистенции нужны реометрические исследования, которые позволяют определить рациональные условия измерения структурно-механических характеристик молочных продуктов, что позволит создать предпосылки для разработки нормативной документации по контролю параметров методами инженерной реологии. Структурно-механические характеристики йогурта определяли с помощью ротационного вискозиметра «Fungilab Smart» с термодатчиком. Объектом исследования являлся йогурт с массовой долей жира 2,5%, обогащенный пребиотиком - инулином и фруктовым наполнителем курагой. Приведены кинематические характеристики разрушения структуры обогащенного йогурта. Разработана регрессионная двухфакторная модель изменения эффективной вязкости йогурта в зависимости от температуры продукта и механического воздействия - градиента скорости сдвига. Доминирующим фактором изменения структуры йогурта является скорость сдвига. Экспериментальные данные показали, что при переходе через порог градиента скорости сдвига 10 мин-1 структура йогурта изменяется от аномально вязкой (псевдопластичной) до ньютоновской жидкости. Консистенция продукта при скорости сдвига более 10 мин-1 не соответствует нормативным требованиям.
Ключевые слова: йогурт обогащенный, компьютерное моделирование, оптимизация рецептуры, реологические параметры продукта.
Введение
Современная молочная индустрия требует не только метрологического контроля консистенции готового продукта, но и необходимой информации о сырье, наборе компонентов рецептуры, параметрах технологических методов, позволяющих целенаправ-
© Лисин П.А., Пасько О.В., Есипова М.С., 2017
