CC BY
0DOI 10.53980/24131997_2023_1_60
Д.Н. Раднаев, д-р техн. наук, доц., e-mail: daba01@mail.ru А.И. Дарханов, канд. техн. наук, доц., e-mail: 632002@mail.ru Р.Г. Шалбаева, ст. преподаватель, e-mail: rg_rada@mail.ru Б.Е. Дамбаева, аспирант, e-mail: baira86@mail.ru Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова, г. Улан- Удэ
УДК 631.331.1:633.1
К МЕТОДИКЕ АГРОТЕХНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
От качества заделки в почву высеваемых семян зависит урожайность возделываемых культур, а при неблагоприятных условиях развития растений -судьба посевов и урожая в целом. Правильная агротехническая оценка посевных машин позволит своевременно заметить и устранить их недостатки, будет способствовать созданию новых совершенных посевных машин, обеспечивающих более высокое качество посевов, гарантирующее получение высоких урожаев. В отличие от ранее действовавших методов агротехнической оценки в предлагаемой методике вместо вычислений по результатам измерений средних значений определяемой величины, средних отклонений от них и последующего сопоставления их с соответствующими допусками агротехнических требований осуществлен переход на допуски определяемого показателя при каждом его измерении относительно заданного значения.
Ключевые слова: посев зерновых, неравномерность высева, агротехническая оценка, сред-неквадратическое отклонение.
D.N. Radnaev, Dr. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
A.I. Darkhanov, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
R.G. Shalbaeva, Art. teacher B.E. Dambaeva, postgraduate student
TO THE METHOD OF AGROTECHNICAL EVALUATION OF SOWING GRAIN CROPS
The yield of cultivated crops depends on the quality of incorporation of the sown seeds into the soil, and under unfavorable conditions for the development ofplants, the fate of the crops and the crop as a whole. Proper agrotechnical assessment of sowing machines will allow timely notice and elimination of their shortcomings, will contribute to the creation of new advanced sowing machines that provide a higher quality of crops, guaranteeing high yields. In contrast to the previously existing methods of agrotechnical assessment, in the proposed methodology, instead of calculating the results of measurements of the average values of the determined value, average deviations from them and then comparing them with the corresponding tolerances ofagrotechnical requirements, a transition was made to the tolerances of the determined indicator for each of its measurements relative to the specified value.
Key words: grain sowing, uneven sowing, agrotechnical assessment, standard deviation.
Введение
Снижение энергоемкости и повышение конкурентной способности зернового производства обусловлено применением высококачественных семян. Основное несоответствие семян требованиям высокой классности - повышенное содержание трудноотделимых примесей и низкая всхожесть [2, 14, 15].
Для оценки качества работы высевающих аппаратов зерновых сеялок в настоящее время используют показатель неравномерности высева семян. В агротехнических требованиях
допустимая величина этого показателя составляет + 3 %. Данное значение не имеет достаточного агротехнического обоснования и выбрано в основном применительно к катушечному высевающему аппарату с целью контроля качества изготовления сеялок. Неравномерность высева различными высевающими аппаратами, а, следовательно, и сошниками зерновых сеялок можно представить, как изменение нормы высева в каждом засеянном рядке в большую или меньшую сторону. Таким образом, площадь питания и ее форма для одного растения в каждом засеянном рядке разные [3, 5, 9, 13]. Следовательно, условия жизни растений в рядках неодинаковы. Однако урожай с единицы площади - не арифметическая сумма урожаев отдельных растений, а урожай всего растительного покрова на данной посевной площади. Важной биологической и агрохимической особенностью новых культур является их способность к кущению. Это серьезный фактор, значительно корректирующий норму высева, площадь и форму площади питания зерновых колосовых культур [8-10]. Агротехническая оценка - самый ответственный, определяющий этап испытаний посевных машин [1, 6]. Методика определения показателей качества работы посевных машин в первую очередь должна устанавливать их соответствие агротехническим требованиям. Агротехническая оценка должна давать конкретный ответ о пригодности испытываемой машины для выполнения принятой технологии посева, то есть о соответствии фактического посева требованиям по размещению на площади и заделке в почву высеваемых семян и вносимых удобрений [7, 11, 12]. В отличие от ранее действовавших методов агротехнической оценки (ГОСТ 24055...24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. - Введ. 1989-01-01) в предлагаемой методике вместо вычислений по результатам измерений средних значений определяемой величины, средних отклонений от них и последующего сопоставления их с соответствующими допусками агротехнических требований осуществлен переход на допуски определяемого показателя при каждом его измерении относительно заданного значения.
В соответствии с требованиями действующего отраслевого стандарта при агротехнической оценки сеялок и посевных комбинированных машин (ГОСТ 24055...24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. - Введ. 1989-01-01) в лабораторных и в лабораторно-полевых условиях должно быть определено около полутора десятков различных показателей (ГОСТ 28268-89. Почвы. Метод определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений. -Введ. 1990-06-01). Некоторые из них содержат измерения не одной, а нескольких физических величин. Эта используемая в настоящее время методика агротехнической оценки может быть существенно упрощена.
Целью работы является обоснование измеряемого показателя в соответствии с контрольным допуском при агротехнической оценки показателей качества работы посевных машин.
Материалы и методы исследования
Государственная система обеспечения единства измерений (ГОСТ Р 8.000-2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Дата введения 01.07.2016) вне зависимости от измеряемых величин и отрасли их применения требует представления результата измерений в виде интервала, в котором с принятой доверительной вероятностью измеряемая величина может изменяться.
С учетом этого требования Стандарта в новых «агротехнических требованиях на модернизированную зернотуковую прицепную базовую сеялку и ее модификации», утвержденных 27 декабря 1977 г., осуществлен переход от агротехнических допусков на средние величины к допускам на отклонения измеряемой величины при каждом ее измерении.
Результаты исследований и их обсуждение
Для получения исчерпывающей характеристики посевной машины при ее агротехнической оценке в лабораторных условиях необходимо и достаточно определить всего два показателя:
- высевающую способность зерновых и туковых высевающих аппаратов, т. е. установить минимально и максимально возможные нормы высева семян, которые способна обеспечить испытываемая сеялка;
- количество механически поврежденных при высеве семян и гранул минеральных удобрений.
При лабораторно-полевых испытаниях агроному для агротехнической оценки посевной машины необходимо определить также два основных показателя:
- количество фактически высеянных семян (удобрений) на каждый учетный метр рядка или квадратный метр площади поля;
- фактическую глубину заделки в почву высеваемых семян (удобрений).
В качестве дополнительных показателей работы посевных машин необходимо определять:
- величину неровностей поверхности почвы после прохода сеялки;
- площадь поверхности поля, занятую после прохода сеялки вынесенными нижними влажными слоями почвы;
- объемную плотность почвы в зоне расположения высеянных семян.
Таким образом, без ущерба качества испытаний новые методы агротехнической оценки сеялок дают возможность сократить количество измеряемых показателей более чем в 3 раза. Кроме того, принципиальные преимущества предлагаемой методики агротехнической оценки обеспечивают существенное упрощение методов оценки посевных машин, повышение точности измерений, высокую статистическую надежность выводов.
Ее основной принципиальной особенностью являются введение операции сопоставления каждого измеряемогопоказателя с соответствующим требованием агротехники. Первичный материал результатов измерения (ведомость) должен содержать запись, констатирующую выполнение или невыполнение агротехнических требований по данному показателю;
- оценка качества размещения на поверхности и заделки в почву высеваемых семян (удобрений) не только отдельными сошниками, не идущими по следу колес трактора, сцепки и сеялки, но сеялкой в целом, включая и те сошники, которые в силу конструктивных особенностей машины или посевного агрегата вынуждены заделывать высеваемые материалы в почву, предварительно уплотненную колесами трактора, сцепки или сеялки;
- введение показателей, характеризующихся определенной физической величиной, устраняет возможность появления систематических ошибок и других погрешностей измерений. Анализ природы измеряемых физических величин и характера их изменения позволяет применять методы статистического моделирования и получать вполне определенные «точечные и интервальные» оценки распределения измеряемых показателей. Употребление общепринятых физических и статистических терминов устраняет вероятность разночтения, присущую терминологии, используемой в ныне действующих методах испытания посевных машин;
- замена многочисленных косвенных оценок непосредственными прямыми оценками выполнения конкретных требований агротехники.
При оценке высевающей способности сеялок, глубины заделки семян, плотности почвы в зоне расположения семян, неровностей поверхности почвы после прохода сеялки и выноса влажной почвы на поверхность в предлагаемой методике агротехнической оценки базой для отсчета отклонения и построения допусков на отклонения этих показателей служат не средние фактические, а заданные расчетные значения и пределы отклонений.
Непосредственная оценка выполнения конкретных требований агротехники с выбором в качестве базы для их отсчета уровней, указанных в агротехнических требованиях, способствует существенному повышению достоверности и конкретизации выводов по результатам измерений каждого показателя.
При использовании так называемых пороговых измерений соответствие агротехническим требованиям устанавливают фиксированием факта нахождения определяемой величины при каждом ее измерении в интервале одностороннего или двустороннего агротехнического допуска по принятой доверительной вероятности. В результате отпадает необходимость в каких-либо вычислениях, появляется возможность оперативного устранения нарушения регулировок и своевременного учета грубых производственных дефектов, вызывающих существенное изменение измеримого показателя, т. е. становится возможным исключение воздействия неконтролируемых факторов на результат измерения.
Использование при данном методе агротехнической оценки пороговых измерений не требует высокой технической квалификации экспериментатора, существенно повышает точность измерений, увеличивает производительность измерительных работ, обеспечивает статистическую надежность и обоснованность выводов и заключений по результатам агротехнической оценки посевных машин.
Практически доказано, например, что в каждой повторности отклонения в высеве как отдельными, так и всеми аппаратами от среднего значения можно аппроксимировать нормальным законом распределения.
Табулированная функция Лапласа Фо(х) дает значение половины площади под колоко-лообразной кривой нормального распределения, поэтому при нормировке следует умножать площадь на 2. Если интервал симметричен относительного среднего, то для вероятности Ро,95 получаем (1):
Р = 2Фо (г/ а). (1)
Известно, что при нормальном законе распределения между среднеквадратическим отклонением а и средним абсолютным отклонением е существует определенная зависимость [4] (2):
а = 1,25 е, см. (2)
Также известно, что принятой вероятности Ро,95 соответствуют отклонения, не превышающие 2а.
Предельные отклонения Д 0,95 соответствующие этой вероятности, можно определять, используя равенство (3):
Д 0,95 = ± 2 а = ±2,5г, см. (3)
Эквивалентные допуски на отклонения измеряемых показателей при каждом их определении в 2,5 раза больше допусков на средние отклонения от средних, с помощью которых в ранее действующих агротехнических требованиях, например, оценивали качество распределения по площади и равномерность заделки на заданную глубину высеваемых семян и удобрений. При разработке новых агротехнических требований учитывали, что в ранее действовавших агротехнических требованиях допуски на некоторые показатели, например, на неравномерность высева между отдельными аппаратами, были выше фактических отклонений. Поэтому допуски на отклонение в высеве были скорректированы по фактическим отклонениям высева высевающими аппаратами лучших производственных сеялок.
Разработка агротехнических требований с указанием контрольных допусков на показатели качества работы посевных машин и новых методов агротехнической оценки позволяет существенно упростить комплекс агротехнической оценки посевных машин, повысить точность измерений и достоверность выводов по результатам испытаний.
Заключение
1. Принятая в настоящее время методика агротехнической оценки посевных машин не позволяет должным образом оценить качество распределения по площади и качество заделки в почву высеваемых семян и удобрений.
2. Агротехническая оценка должна устанавливать пригодность посевной машины для выполнения принятой технологии возделывании культур.
3. Общепринятые пороговые измерения, устанавливающие факт нахождения измеряемого показателя в соответствующем контрольном допуске, существенно упрощающие измерения и повышающие их точность, должны быть использованы при агротехнической оценке показателей качества работы посевных машин.
Библиография
1. Бондаренко П.А. Агробиологическая оценка посевных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2005. - № 3. - С. 7-8.
2. Домрачев В.А., Кем А.А. Пути совершенствования машин посевного комплекса // Аграрная наука Сибири, Монголии, Казахстана, Башкортостана - сельскому хозяйству: тр. VI Междунар. науч.-практ. конф. (Павлодар, 9-10 июля 2003 г.). РАСХН Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 2003. - С. 209-214.
3. ИвановД.Ю. Математическая обработка результатов измерений в примерах: учеб. пособие / Д.Ю. Иванов, Ю.Н. Лазарева; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб., 2019. - 41 с.
4. Кем А.А. Совершенствование способов посева зерновых в Западной Сибири // Зерновое хозяйство. - 2007. - № 1. - С. 17-19.
5. Кириченко В.А. Агротехническая оценка сошников зерновых сеялок по глубине заделки семян // Сб. науч. тр. МИИСП. - М., 1977 (1978). - Т. 14, Вып. 2. - С. 68-71.
6. Ларюшин А.П., Мачнев А.В., Андросов А.В. Анализ способов посева зерновых культур // Совершенствование машинноиспользования и технологических процессов АПК: сб. науч. тр. Поволжской межвуз. конф. - Самара, 2001. - С. 164-166.
7. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - № 7. - С. 27-30.
8. Мударисов С.Г., Мухаметдинов А.М. Результаты полевых испытаний комбинированного сошника // Достижения науки - агропромышленному производству: материалы Ь Междунар. науч.-техн. конф. / под ред. Н.С. Сергеева. - Челябинск, 2011. - С. 171-175.
9. Мухаметдинов А.М., Мударисов С.Г., Ямалетдинов М.М. Разработка математической модели процесса взаимодействия комбинированного сошника с почвой // Известия Международной академии аграрного образования. - 2013. - № 17. - С. 84-89.
10. Ногтиков А.А., Бычков В.П. Развитие конструкций комбинированных рабочих органов посевных машин // Достижения науки и техники АПК. - 2002. - № 1. - С. 25-26.
11. Пыльник П.А., Сосоров С.В., Гармаев Ц.Н. Черезполосный способ посева зерновых культур // Техника и оборудование для села. - 2008. - № 3. - С. 16-18.
12. Раднаев Д.Н., Прокопьев С.Н., Шахаев В.Л. Агротехнические требования при совмещении обработки почвы и посева // Материалы науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию БГСХА. - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2006. - С. 45-46.
13. Цыбенов Ж.Б., Ямпилов С.С., Балданов В.Б. и др. Дифференциальное уравнение движения частицы зернового материала в сепарирующем зернометателе // Вестник ВСГУТУ. - 2022. - № 2. - С. 56-61.
14. Ямпилов С.С. Балданов В.Б., Бадмаева А.С. и др. Очистка различных зерновых культур от примесей на фракционере с системой однородных сит со сплошными скатными досками // Вестник ВСГУТУ. - 2020. - № 1. - С. 49-52.
15. Ямпилов С.С., ЦыбеновЖ.Б., Мошкин Н.И. и др. Математическое описание процесса разделения на фракции сыпучего материала в устройстве для очистки зерна // Вестник ВСГУТУ. -2022. -№ 1. - С. 42-48.
Bibliography
1. Bondarenko P.A. Agrobiological assessment of sowing machines // Mechanization and electrification of agriculture. - 2005. - N 3. - P. 7-8.
2. Domrachev V.A., Kem A.A. Ways of improving machines of the sowing complex / Agrarian science of Siberia, Mongolia, Kazakhstan, Bashkortostan - agriculture: proceedings of the VI International. scientific and practical conf. (Pavlodar, July 9-10, 2003) // RASKHN Sib. otd-nie. - Novosibirsk, 2003. - P. 209-214.
3. Ivanov D.Yu. Mathematical processing of measurement results in examples: textbook / D.Yu. Ivanov, Yu.N. Lazareva; Baltic State Technical University. un-T. - SPb., 2019. - 41 p.
4. Kem A.A. Improvement of grain sowing methods in Western Siberia // Grain farming. - 2007. -N 1. - P. 17-19.
5. Kirichenko V.A. Agrotechnical assessment of the coulters of grain seeders by the depth of seeding // Collection of scientific tr. MIISP. - M., 1977 (1978). - Vol. 14, issue 2. - P. 68-71.
6. Laryushin A.P., Machnev A.V., Androsov A.V. Analysis of methods of sowing grain crops // Improvement of machine use and technological processes of the agro-industrial complex: Collection of scientific papers of the Volga Interuniversity Conference. - Samara, 2001. - P. 164 - 166.
7. Mudarisov S.G. Modeling of the process of interaction of working bodies with soil // Tractors and agricultural machines. - 2005. - N 7. - P. 27-30.
8. Mudarisov S.G., Mukhametdinov A.M. Results of field tests of the combined coulter. In the collection: Achievements of science - agro-industrial production // Materials of the L International Scientific and Technical Conference / Editor: N.S. Sergeev. - Chelyabinsk, 2011. - P. 171-175.
9. Mukhametdinov A.M., Mudarisov S.G., Yamaletdinov M.M. Development of a mathematical model of the process of interaction of a combined coulter with soil // Proceedings of the International Academy of Agrarian Education. - 2013. - N 17. - P. 84-89.
10. Nogtikov A.A., Bychkov V.P. Development of structures of combined working bodies of sowing machines // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. - 2002. - N 1. -P. 25-26.
11. Pylnik P.A., Sosorov S.V., Garmaev Ts.N. Cherezpolosny way of sowing grain crops // Machinery and equipment for the village. - 2008. - N 3. - P. 16-18.
12. Radnaev D.N., Prokopyev S.N., Shakhaev V.L. Agrotechnical requirements for the improvement of tillage and sowing // Materials of scientific and practical conf., dedicated. The 75th anniversary of the BSSA.
- Ulan-Ude: Publishing House of the BSSA, 2006. - P. 45-46.
13.Tsybenov Zh.B., Yampilov S.S., Baldanov V.B. et al. Differential equation of motion of a grain material particle in a separating grain sweeper // Bulletin of VSGUT. - 2022. - N 2. - P. 56-61.
14. Yampilov S.S. Baldanov V.B., Badmaeva A.S. et al. Cleaning of various grain crops from impurities on a fractionator with a system of homogeneous sieves with solid pitched boards // Vestnik VSGUTU. - 2020.
- N 1. - P. 49-52.
15. Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B., Moshkin N.I. et al. Mathematical description of the process of separation into fractions of bulk material in a grain cleaning device // Bulletin of VSGUT. - 2022. - N 1. -P. 42-48.
