Обоснование параметров формирования густоты насаждения сахарной свеклы

Казаров Ким Рубенович; Черников Виталий Александрович; Лукина Ирина Кимовна; Щербаков Олег Николаевич

CC BY

155

33

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Журнал

Лесотехнический журнал

2014

ВАК

AGRIS

RSCI

Область наук

Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство

Ключевые слова

ПОСЕВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ / ИНВЕРСИЯ СЕМЯН / ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН / ГУСТОТА НАСАЖДЕНИЯ / ТОЧНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ / ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ УРОЖАЙ / PLANTING SUGAR BEETS / INVERSION OF SEEDS / GERMINATION / PLANTING DENSITY / DISTRIBUTION ACCURACY / RELATIVE YIELD

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Казаров Ким Рубенович, Черников Виталий Александрович, Лукина Ирина Кимовна, Щербаков Олег Николаевич

Рассмотрены вопросы влияния среднего интервала, точности распределения интервалов между всходами и полевой всхожести семян на относительный урожай. Получены зависимости относительного урожая сахарной свеклы от среднего интервала между всходами, коэффициента вариации интервала между всходами с учетом влияния полевой всхожести семян. Эти зависимости устанавливаются имитационным моделированием процесса преобразования потока семян, полученного от высевающего аппарата, в поток растений с последующим расчетом относительной урожайности. В основе моделирования лежат математические, логические и экспериментальные данные, поэтому полученные результаты близки к действительным. При моделировании приняты допущения, что в процессе высева семена распределяются по глубине посева согласно закону нормального распределения; перераспределения семян в процессе высева на различных этапах учитываются инверсией; на преобразование интервального распределения ряда семян в ряд растений оказывает влияние полевая всхожесть семян, при этом считается, что проросшие семена не отклоняются от места фиксирования их относительно дна борозды; при расчете относительного урожая сахарной свеклы учитывается интенсивность использования площади питания, расположенной от места нахождения корнеплода. Проведенные исследования показали, что непроросшие семена не только снижают густоту насаждения, но и существенно ухудшают точность распределения интервалов между всходами, максимальный уровень относительного урожая независимо от точности распределения интервалов получен при среднем расстоянии между всходами от 16 до 20 см, увеличение густоты насаждения и снижение точности распределения интервалов между всходами приводит к снижению относительного урожая за счет уменьшения площади питания. Для получения наибольшей урожайности сахарной свеклы в реальных условиях полевая всхожесть семян должна быть более 60 %, а коэффициент вариации точности распределения интервалов менее 50 %.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Justification of formation parameters of plantation density of sugar beet

Questions of influence of average interval, accuracy of application of intervals between shoots and field germination of seeds on relative harvest are considered. The depen-dences of the relative yield of sugar beet from the average interval between shoots, the coefficient of variation of the interval between shoots with the influence of field germination are got. These dependencies are installed with process simulation of flow transformation of seeds obtained from the sowing, in the flow of plants and then calculating the relative yields. The basis of the simulation is mathematical, logical and experimental data, so the results are close to the actual ones. When modeling some assumptions that in the process of sowing the seeds are distributed by seeding depth according to the normal distribution, redistribution of seeds in the process of sowing at different stages are taken into account as inversion; transformation of the interval distribution of a number of seeds in a number of plants is influenced by field germination, when it is considered that sprouted seeds do not deviate from their place of fixation relative to the bottom of furrow; in the calculation of the relative sugar beet harvest the intensity of use of nutrition area, situated on the location of root is taken into account. Studies have shown that not germinated seeds not only reduce the density of plantings, but also significantly affect the accuracy of interval distribution between the seedlings, the maximum level for the relative harvest regardless of the accuracy of interval distribution obtained with an average distance between shoots from 16 to 20 cm, increase in plantation density and decreased reliability of distribution intervals between the seedlings reduces the relative harvest by reducing the area of nutrition. To get the most sugar beet yields under real conditions field germination of seeds should be more than 60 % and the coefficient of variation of accuracy of distribution intervals less than 50 %.

Текст научной работы на тему «Обоснование параметров формирования густоты насаждения сахарной свеклы»

Машины и оборудование

DOI: 10.12737/3364 УДК 633.63: 631.543.81

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ФОРМИРОВАНИЯ ГУСТОТЫ НАСАЖДЕНИЯ

САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры сельскохозяйственных машин

К. Р. Казаров1

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры электротехники и автоматики

В. А. Черников1

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры ландшафтной архитектуры и

почвоведения И. К. Лукина2

аспирант кафедры сельскохозяйственных машин О. Н. Щербаков1 1 - ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет

имени императора Петра I»,

2 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» kim.kazarov.39@mail.ru. tsch2000@mail.ru. irinakimovna@mail.ru. shmmehfak@mail.ru

Для установления оптимальных параметров процесса формирования густоты насаждения от высева семян высевающим аппаратом до получения урожая нами использовано имитационное моделирование

(рис. 1).

Основное достоинство этого метода в том, что при моделировании отдельных переходных технологических процессов используется математическое и логическое моделирование, основанное на теории вероятности, сочетающееся с зависимостями, полученными при экспериментальных исследованиях. Это позволяет воспроизвести исследуемые процессы, близкими к действительности.

- Модель процесса высева семян основана на генерации ряда случайных чисел с нормальным законом распределения dnorm (x,m,a);

- Факторы, воздействующие на семена в процессе высева на различных этапах (выброс семян, полет до дна борозды, взаимодействие с дном борозды, заделка в

борозде), учитываются через инверсию се-

Рис. 1. Имитацинная модель

формирования густоты насаждения сахарной свеклы

Лесотехнический журнал 1/2014

169

Машины и оборудование

мян [1];

- Преобразование интервального распределения ряда семян в ряд растений происходит моделированием с учетом полевой всхожести семян [1, 2, 5]. При этом вероятность прорастания семян учитывается с помощью случайных чисел с допущением, что проросшие семена не отклоняются от места фиксирования их относительно дна борозды;

- Преобразование интервалов между всходами в предуборочное распределение учитывается закономерностью «погибае-мости» близко находящихся друг к другу растений, основанной на экспериментальных данных [3, 4];

- Относительный урожай сахарной свеклы учитывается математико-логическим методом с учетом интенсивности использования площади питания, расположенной от места нахождения корнеплода [1].

Числовые характеристики преобразования потока семян сахарной свеклы в предуборочную густоту при Р=100 % представлены в таблице.

Из таблицы видно, что часть семян, близко расположенных друг к другу в бо-

розде, подвергаются инверсии. При этом происходит улучшение распределения семян (среднеквадратическое отклонение уменьшается с 4,80 до 4,42 см).

Полевая всхожесть семян оказывает существенное влияние на распределение всходов. Непроросшие семена не только снижают густоту насаждения (математическое ожидание увеличивается с 7,99 до 14,45 см), но и существенно ухудшают точность распределения интервалов между всходами (коэффициент вариации увеличивается с 55 до 76 %).

Предуборочная густота уменьшается за счет «погибаемости» близко оказавшихся растений (математическое ожидание увеличилось с 14,45 до 16,16 см). При этом погибшее близлежащее одно из двух растений увеличивает интервал, что способствует улучшению точности распределения интервалов между растениями (коэффициент вариации снижается с 76 до 72 %.

Зависимости относительного урожая от среднего интервала между всходами при полевой всхожести семян 60 и 100 % приведены на рис. 2.

Из рис. 2 а видно, что максимальный

Таблица

Числовые характеристики преобразования потока семян сахарной свеклы в предуборочную

густоту при Р=100 %

По следовательно сть Числовые характеристики интервалов

технологического процесса Математическое Среднеквадратическое Коэффициент

возделывания ожидание, см отклонение, см вариации, %

Поток семян от высевающего аппарата 8,00 4,80 60

Поток семян в борозде 7,99 4,42 55

Поток всходов 14,45 10,92 76

Поток предуборочный 16,16 11,72 72

170

Лесотехнический журнал 1/2014

Машины и оборудование

Рис. 2. Зависимость относительного урожая от среднего интервала между всходами при различной точности их распределения

уровень относительного урожая независимо от точности распределения интервалов получен при среднем расстоянии между всходами от 16 до 20 см. Если принимать всхожесть семян 100 %, максимальный уровень снижения урожайности при среднем интервале между всходами 25 см составляет более 16 %, при 10 см - 15 %, а при интервале 18 см - 11 %. Увеличение интервалов между всходами более 25 см приводит к существенному снижению относительного урожая.

Необходимо отметить, что увеличение густоты насаждения и снижение точности распределения интервалов между

всходами приводит к снижению относительного урожая за счет уменьшения площади питания.

Уменьшение полевой всхожести семян до 60 % приводит к снижению относительного урожая по сравнению со 100 % полевой всхожестью, но одновременно уменьшается разрыв между максимальными и минимальными значениями относительного урожая при соответствующих интервалах между всходами (рис. 2, б). Следует отметить, что увеличение густоты насаждения всходов более 10 шт./м при точном посеве (V=0...25 %) приводит к снижению урожая больше, чем при неточном распределении интервалов между всходами.

Проведенные исследования показали, что точность распределения интервалов между семенами с изменением коэффициента вариации от 0 до 20 % существенного влияния на урожайность не оказывает (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость относительного урожая от коэффициента вариации интервалов при различной полевой всхожести семян

С увеличением коэффициента вариации от 25 до 50 % наблюдается существен-

Лесотехнический журнал 1/2014

171

Машины и оборудование

ное снижение относительного урожая при всех значениях полевой всхожести семян (Р=40...100 %). Дальнейшее увеличение коэффициента вариации приводит к прямолинейному снижению урожайности. При этом интенсивность снижения меньше, чем при значениях коэффициента вариации 25... 50 %.

Наиболее наглядно изменение относительного урожая можно увидеть при рассмотрении зависимости относительного урожая от полевой всхожести семян при различной точности их распределения (рис. 4).

Как видно из рис. 4, урожайность сахарной свеклы при увеличении полевой всхожести семян от 20 до 40 % существенно не повышается. Значительное повышение урожайности происходит при

увеличении полевой всхожести семян от 40.. .60 %. При дальнейшем увеличении полевой всхожести до 80 % урожайность повышается, но интенсивность ее снижается.

Таким образом, имитационное моделирование дает возможность установить оптимальные параметры формирования густоты насаждения с учетом лабораторной и полевой всхожести, точности распределения интервалов между семенами в борозде и всходами, «погибаемости» растений в процессе вегетации и степени использования площади питания.

Установлено, что интервал между всходами должен составлять 16.20 см (оптимальный 18 см), полевая всхожесть семян более 60 %, а точность распределения интервалов, оцениваемая коэффициентом вариации - менее 50 %.

Рис. 4. Зависимость относительного урожая от изменения полевой всхожести семян

при различной точности распределения

172

Лесотехнический журнал 1/2014

Машины и оборудование

Библиографический список

1. Казаров, К. Р. Совершенствование теории и методов точного размещения растений сахарной свеклы вдоль рядка [Текст] : монография / К. Р. Казаров. - Воронеж, 1998. - 120 с.

2. Казаров, К. Р., Результаты моделирования формирования густоты насаждения сахарной свеклы с использованием ЭВМ [Текст] / К. Р. Казаров, С. Н. Пиляев. - Деп. во ВНИИТЭИагропром 29.03.90. № 168 ВС-90. - 16 с.

3. Казаров К. Р., Методика расчета выхода семян сахарной свеклы [Текст] / К. Р. Казаров, И. К. Лукина // Региональные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса: материа-

лы всероссийской научно-практической конференции в 2-х ч. - Ч.2. - С. 69-73.

4. Лукина, И. К. Математическая оценка площади питания сахарной свеклы [Текст] / И. К. Лукина, К. Р. Казаров // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологии, параметров оборудование и систем управления лесного комплекса: сб. науч. тр. - Воронеж, 1999. - С. 24-27.

5. Казаров, К. Р. Вероятностная модель определения полевой всхожести семян [Текст] / К. Р. Казаров // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем лесного комплекса: сб. на-уч. тр. - Воронеж, 1997. - С. 25-28.

DOI: 10.12737/3365 УДК 630*383.7

ВОЗМОЖНОСТЬ И ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ МАШИНЫ ДЛЯ КОРЧЁВКИ ПНЕЙ ЛП-52 В УСЛОВИЯХ ЛЕСНОГО КОМПЛЕСА

кандидат технический наук, профессор, профессор кафедры промышленного транспорта,

строительства и геодезии В. Н. Макеев1

2

инженер И. Е.Шевцова студент М. С. Солопанов1 студент В. Е. Карпушина1

1 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

2 - Управа Коминтерновского района городского округа г. Воронеж kafedra prom transporta@list.ru

В конце семидесятых и в начале восьмидесятых годов большое внимание уделялось механизации ручных и трудоемких операций на всех видах работ в условиях лесного комплекса и, особенно, на работах по строительству лесных дорог

различного назначения, а также работах на осмолозагатовках.

В конце восьмидесятых годов для строительства и содержания дорог ЦНИИМЭ были разработаны с учетом конструкции их и условий производства

Лесотехнический журнал 1/2014

173

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.