CC BY
23НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ В АПК И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 631.331.8-522.7:631.53.01-022.51
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВОГО ОПЫТА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА ДЛЯ ПОСЕВА МЕЛКОСЕМЕННЫХ КУЛЬТУР
Голубев В.В., Фирсов А.С.
ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»
Аннотация. Проведение лабораторных испытаний пневматического дискового высевающего аппарата позволило выявить оптимальные параметры и режимы работы предложенной конструкции аппарата при посеве. Сделан вывод, что подтверждение полученных в ходе лабораторных опытов зависимостей требует проведения полевых испытаний рабочего узла. Предложена методика проведения полевого опыта пневматического высевающего аппарата для посева мелкосеменных культур.
Ключевые слова: методика полевого опыта; высевающий аппарат; полевой опыт; семена мелкосеменных культур; полевые испытания; пневматический высевающий аппарат.
Введение. Составление программы и методики полевого опыта на разработанном и изготовленном макетном образце пневматического высевающего аппарата является важной частью исследования, необходимой для обеспечения его качества.
В соответствии с общей программой проведения лабораторно-полевых исследований выделены следующие факторы модели взаимодействия «высевающий аппарат - высеваемый материал»: давление, создаваемое в пневмо системе; скорость движения трактора с сеялкой [1]. В качестве отклика принимаются: равномерность высева, определяемая при всхожести семян и урожайность посева (рисунок 1).
SA
1- J ATT
l-
SN
Рисунок 1 - Модель взаимодействия «высевающий аппарат -высеваемый материал»
где ВА - пневматический высевающий аппарат; ВМ -высеваемый материал; 1,2 - исследуемые факторы; АТТ -исследуемые отклики.
Планируется проведение полевого опыта на учетной площади 1 га на опытном поле Тверской ГСХА. Предшественником являются многолетние травы. Площадь одной учетной делянки составляет 80 квадратных метров.
Основная часть. Для расчета общей площади опытного поля проведен расчет в соответствии с классической методикой, предложенной Доспеховым Б.А. [2]. Для этого составлена матрица планирования типа ПФЭ 32, где общее количество экспериментов, с учетом повторностей составляет 27 опытов. План-матрица проведения эксперимента представлена в таблице 1.
_Таблица 1- План-матрица полевого эксперимента типа ПФЭ 32
Факторы Уровни натуральных значений Кодовые значения Повтор. опыта Ncp а и
Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. 1 2 3
1. Давление в пневмосистеме q, Па 12 14 16 0 1 2
2. Скорость движения трактора V, км/ч 8 10 12 0 1 2
Кодирование значений факторов приведено в таблице 2.
Таблица 2 - Кодирование факторов полевого эксперимента
Фактор и единица измерения Натуральное обозначение Кодовое обозначение Интервал варьирования
Давление в пневмосистеме q, Па X1 Х1 2
Скорость движения трактора V, км/ч X2 Х2 2
Полную матрицу проведения эксперимента приведем в таблице 3. Таблица 3 - Полная план-матрица полнофакторного
№ опыта Значения факторов
1 0 0
2 1 0
3 2 0
4 0 1
5 1 1
6 2 1
7 0 2
8 1 2
9 0 2
Схема расположения делянок показана на рисунке 2.
20м 0.5м
— *
"тЬи
ацЬа
— *
а02Ь02 ашЬш
авЬш
а22^02
%4?
°01ЬИ
11 02 Ь 12
аозЬп
ацЬц
ОрЬе
а23Ьв
°01Ь21
а02Ь22
"Л:
°3Ь23
атЬя
11 02 Ь22
П03Ь23
Рисунок 2 - Схема расположения делянок
Длина одной делянки составляет 20 метров, ширина - 4 метра. На 1 га площади поля получаем три опытные делянки в один прогон сеялки, что соответствует трем повторностям каждого опыта при фиксируемых значениях факторов. Девять прогонов шириной 4 метра полностью позволяют перекрыть все необходимые сочетания факторов. Расстояние между делянками в прогоне составляет 0,5 метра.
В соответствии с выбранной методикой полученные данные необходимо проверить на их воспроизводимость по критерию Кохрена. Данные являются воспроизводимы, при соблюдении условия (1) [3].
С<С (0.05; п; /и), (1)
где С (0.05; п; ) - критерий Кохрена при 5% уровне значимости; п - число опытов;
= т0 - 1 (т0 - число повторностей);
Б2
и ~ уп с2.
Дисперсия Б2 характеризует диапазон рассеивания результатов на и-м сочетании факторов (2). 5итах - максимальная дисперсия.
^ = ^^(У^-Ю2, (2)
где - повторность; Ушк - отклик повторности; % - среднее значение отклика.
Ошибку опыта определяют по формуле (3)
Бу — (3)
Коэффициенты уравнения регрессии расчитывают по формулам (4-6) [3]:
К —111=1^; (4)
Ь — (5)
Ьц — ~Еи=1х1и • х]и • Уи, (6)
где хы - значение 1-го кодированного фактора в и-м опыте; Х]и - значение _|-го кодированного фактора в и-м опыте.
По результатам проведенных опытов математическая модель примет вид [3]:
у— Ьо + Ц?=1 Ь Xi + Ьц^х, , (7)
где у - значение параметра оптимизации (целевой функции); Ьу - эффекты взаимодействия; х^, - кодированное значение факторов.
Адекватность регрессионного уравнения подтверждают по критерию Фишера [3].
р — £м < Р (0,05; Гаа; Гу), (8)
где - дисперсия адекватности; Б - критерий фишера;
F (0,05; ; /у) - критерий фишера при 5% уровне значимости.
Число степеней свободы дисперсии определяется из
выражения (9).
гай — п-к- 1; (9)
где к - число факторов.
Число степеней свободы [у определяется как (10).
Гу — п (то - 1). (10)
Дисперсия адекватности вычисляем по формуле (11) [3]:
Б2а — ^Е^Су-Ю2, (11)
где у - значение отклика в и-м опыте.
Значимость коэффициентов уравнения регрессии определяют по критерию Стьюдента [3].
\Ъа\ > I (0,05; Гу)^ , (12)
где £ (0,05; [у)- критерий Стьюдента при 5% уровне значимости.
Коэффициенты уравнения регрессии, не попавшие под неравенство (12) не включают в дальнейший анализ данных.
Для определения количественного показателя повреждаемости семян воспользуемся формулой (13) [4]:
0 — ^102, (13)
тн
где шдр - масса поврежденных семян; тн - общая масса исследуемых мемян.
Помимо стандартных методик при проведении лабораторных исследований применялись и частные методики. Влажность исследуемой навески составила 7%, что не превышает критического значения и позволяет качественно провести опыт.
В процессе анализа литературы по теме, были изучены материалы ГОСТов и ОСТов в отношении машин для посева и процесса высева сельскохозяйственных культур, это прежде всего ГОСТ 26711-89 - Сеялки тракторные. Общие технические требования, ГОСТ 31345-2007 - Сеялки тракторные. Методы испытаний, ОСТ 10.5.1-2000 - Испытание сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей и ГОСТ 12036-85 - Семена сельскохозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб. Полученные данные позволили выяснить основные требования, применяемые к семенам исследуемых культур, их физические и технологические свойства, размеры, норму высева семян, геометрические параметры их распределения на поле. Все полученные данные необходимы для дальнейших полевых опытов.
Нами также изучен ряд учебных материалов по существующим алгоритмам проведения полевых опытов, методики и планирования экспериментов в исследовании процессов высева сельскохозяйственных культур. Доспехов Б.А., Мельников С.В., Алешин В.Ф., Рощин П.М., Хайлис Г.А., Ковалев М.М. в своих учебниках и пособиях подробно изложили базовые основы проведения экспериментов на теоретическом и эмпирическом уровне.
Для проведения сравнительных испытаний на оставшейся площади опытного поля произведем посев льна-долгунца сеялкой СН-16.
Выводы. Полученные значения равномерности и урожайности культуры позволят сделать выводы о показателях работы высевающего аппарата. Для этого будут построены графики зависимости равномерности высева и урожайности для каждой из предложенных сеялок.
Проведение полевого опыта по предложенной методике позволит уточнить полученные в лабораторных условиях регрессионные зависимости отклика от учетных факторов.
Список использованных источников:
1. Фирсов А.С., Марков А.К., Голубев В.В. Методика лабораторных исследований высевающих аппаратов для возделывания мелкосеменных культур // Агротехника и энергообеспечение. - 2014. -№ 1. - С. 73-77.
2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). -5-е изд., доп. и перераб. -М.: Агропромиздат, 1985. -351 с.
3. Хайлис Г.А. Исследования сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных / Г.А. Хайлис, М.М. Ковалев / Учебное пособие. - М.: Колос, 1994. - 169 с.
4. ГОСТ 12037-81 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения чистоты и отхода семян.
Голубев Вячеслав Викторович, кандидат технических наук, доцент, Россия, Тверь, Тверская ГСХА, slavasddg@mail.ru.
Фирсов Антон Сергеевич, старший преподаватель, Россия, Тверь, Тверская ГСХА, sevenrom777@yandex.ru.
THE METHODOLOGY OF FIELD EXPERIENCE PNEUMATIC SOWING MACHINE FOR SOWING SMALL-SEEDED CROPS Golybev V.V., Firsov A.S.
Abstract. Laboratory testing of pneumatic disc sowing unit helped to identify the optimal parameters and operating modes of the proposed design at sowing. It is necessary to realize the field tests for confirmation of the laboratory experiences.
Keywords: methodology field experience; seeding machine; field experiment; seed small-seeded crops; field tests; pneumatic.
Golybev Vyacheslav Viktorovich, candidate of technical Sciences, associate Professor, Russia, Tver, Tverskaya SAA, slavasddg@mail.ru.
Firsov Anton Sergeevich, Russia, Tver, Tverskaya SAA, sevenrom 777@yandex. ru.
