CC BY
28
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
9. Повышение износостойкости и эксплуатационных показателей почвообрабатывающих рабочих органов [Текст] / В.И. Пындак, А.Е. Новиков, С.Д. Фомин, В.В. Калиниченко // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2014. - №2. - С. 185-188.
10. Санкина, О.В. Упрочнение рабочих органов почвообрабатывающих машин [Текст] /
О.В. Санкина, И.Н. Бадин // Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 10. - С. 69-70.
E-mail: [email protected]
УДК 631.331: 635.61
ОПТИМИЗАЦИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СОШНИКА ДЛЯ ПОСЕВА ПРОРАЩЕННЫХ СЕМЯН БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР
А.Н. Цепляев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.Т. Русяева, кандидат технических наук, доцент
Волгоградский государственный аграрный университет
Приведены результаты исследований и отсеивающих экспериментов, на основе которых определены оптимальные показатели работы сошника с пневматическим семяпроводом для посева проращенных семян бахчевых культур.
Ключевые слова: проращенные семена, пневматический сошник, критерии оптимизации, многофакторный эксперимент.
Основная задача бахчеводов Волгоградской области - получение ранних качественных урожаев бахчевых культур, способных конкурировать с импортной продукцией дальнего и ближнего зарубежья.
По нашему мнению, наиболее эффективным приемом, обеспечивающим появление ранних и дружных всходов, а также получение ранних урожаев, является посев замоченными или проращенными семенами.
Нами предлагается осуществлять посев проращенных семян сошником с пневматическим семяпроводом, разработанным в лаборатории кафедры «Процессы и машины в агропромышленном комплексе» Волгоградского ГАУ [4, 5].
Рисунок 1 - Общий вид стенда для определения параметров работы сошника с пневматическим семяпроводом
216
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Рисунок 2 - Схема стенда для определения параметров работы сошника с пневматическим семяпроводом: 1 - сошник; 2 - семяпровод; 3 - уловитель;
4 - нагнетательная трубка; 5 - эжектор; 6 - высевающий аппарат; 7 - основание
Дальнейшие лабораторные исследования были направлены на определение оптимальных значений конструктивных параметров сошника с пневматическим семяпроводом для посева проращенных семян бахчевых культур [1, 2].
Оптимальные параметры пневматического сошника определялись с использованием планирования эксперимента. Получение оптимальных значений возможно с помощью регрессионной математической модели второго порядка, которая является уравнением, связывающим параметр оптимизации с изучаемыми факторами.
На основании анализа литературных данных, отсеивающих экспериментов и теоретических исследований процесса улавливания проращенных семян семяпроводом и облома ростков (потери), определены основные управляемые факторы: диаметр семяпровода х1 (dc, мм), приведенный радиус уловителя Х2 (RnpuB, мм) и разряжение воздуха при захвате семени х3 (H, кПа).
Критерием оптимизации в процессе проведения опыта, по которому оценивался процесс, являются потери, то есть процент пропущенных семян и поврежденных ростков (табл. 1).
Рисунок 3 - Модель процесса улавливания проращенных семян и повреждения ростков (потери) экспериментальным сошником с пневматическим семяпроводом
Для построения математической модели процесса улавливания проращенных семян семяпроводом и облома ростков реализован оптимальный план Рехтшафнера для трехфакторного эксперимента.
На основании экспериментальных данных по предложенной программе рассчитаны коэффициенты регрессии, значимость которых оценивалась по критерию Стью-дента [2, 3].
217
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таблица 1 - Уровни и интервалы ва рьирования факторами
Факторы Условное обозначение Единицы измерения Уровни факторов
Верхний уровень Основной уровень Нижний уровень
+1 0 -1
Диаметр семяпровода, Xj dc мм 23 21 19
Приведенный радиус уловителя, х2 Rnpue мм 39 34 29
Разряжение воздуха при захвате семени, х3 H кПа 1,2 0,8 0,6
В результате расчетов получено уравнение регрессии в кодированном виде для семян арбуза сортов Холодок и Кримсон Суит по потерям семян:
П = 2,05 + 0,33х3 - 0,52х2 - 0,35х3 + 0,0 1XjX2 - 0,03х3х3
- 0,02х2 х3 +
+ 2,51Xj_ + 2,05x2 У3,35х3
(1)
Адекватность полученных математических моделей проверялась по критерию Фишера [2, 3]:
F =
S
ад
S 2( у)
2
(2)
где дисперсия ошибки опыта:
S 2( у)=(^ЕЁ \ущ- у- ]2 j/ N (n+4
(3)
дисперсия неадекватности модели:
N 2
S2 ад = п£(у, - у,) /(N-[к +1]), (4)
1
где у, - случайная величина, рассчитанная по математической зависимости; у, - среднеарифметическое значение случайной величины; yiq - значение i-ой величины в q-ом опыте; n - число повторностей опыта; N - число строк матрицы; k - число факторов.
На основании исследования процесса улавливания проращенных семян и по-
вреждения ростков (потери) определили, что во всех случаях FP=n<Fma6 (здесь Fma6 = 2,6 - табличное значение критерия Фишера при уровне значимости 5 %). Таким
образом, математическая модель адекватна результатам эксперимента.
После решения системы уравнения получили значения факторов, оптимизирующих величину критерия оптимизации, они представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Оптимальные значения факторов
Фактор
Xj - диаметр х2 - приведенный х3 - разряжение воздуха
Потери семяпровода, мм радиус уловителя, мм при захвате семени, кПа
- 0,07 0,13 0,05
21 34 0,8
. Примечание: значения в числителе - в кодированном виде, в знаменателе - раскодированном.
218
***** известия *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
№ 2 (38), 2015
Поскольку все коэффициенты при квадратных членах имеют одинаковые знаки, то поверхности откликов, описанные уравнением (1), представляют семейство эллипсов с координатами центров поверхностей в оптимальных значениях факторов.
При рассмотрении двумерных сечений поверхности отклика по уравнению (1) относительно факторов диаметр семяпровода (xt), приведенный радиус уловителя (х2)
, разряжение воздуха при захвате семени (x3) по основному и дополнительному критериям оптимизации, были решены графически. Координаты центров поверхностей для потерь находятся в точках: х1 = - 0,07; х2 = 0,13; х3 = 0,05. При этом оптимальное значение потерь Попт = 2,0 % .
Результаты решения графическим методом наложения двумерных сечений представлены на рисунках 4, 5, 6.
Рисунок 4 - Двумерное сечение для изучения влияния факторов х2 и х3 на потери х1= - 0,07
Рисунок 5 - Двумерное сечение для изучения влияния факторов х1 и х3 на потери х2= - 0,13
Рисунок 6 - Двумерное сечение для изучения влияния факторов х1 и х2
на потери х3= - 0,05
219
№ 2 (38), 2015
ИЗВЕСТИЯ
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таким образом, с помощью двумерных сечений были определены оптимальные значения факторов, наиболее влияющих на процесс улавливания проращенных семян и повреждения ростков, и рекомендованы следующие интервалы: х1 - диаметр семяпровода 20.. .22 мм, х2 - приведенный радиус уловителя 32.. .36 мм, х3 - разряжение воздуха при захвате семени 0,6.. .1,2 кПа. При этом допустимые по техническим условиям потери составят не более 2 %.
Библиографический список
1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.
2. Мельников, Е.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов [Текст] / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - Л.: Колос. Ленинградское отделение, 1980. - 168 с.
3. Румшанский, Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст]: справочное руководство / Л.З. Румшанский. - М., 1971. - 192 с.
4. Цепляев, А.Н. Исследование работы модернизированного сошника для высева проращенных семян бахчевых культур [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2009. - №4 (16). - С. 83-88.
5. Цепляев, А.Н. Модернизированный сошник для высева семян бахчевых культур [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева //Сельский механизатор. -2009. - №5. - С. 8.
6. Цепляев, А.Н. Теоретическое определение скорости воздушного потока для подачи проращенных семян в семяпровод [Текст] / А.Н. Цепляев, Е.Т. Русяева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2014. - №1 (33). - С. 212-216.
E-mail: [email protected]
УДК 631.316.022:333.5
ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ВНЕСЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ОСНОВНОЙ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ
М.Н. Шапров, доктор технических наук, профессор В.М. Новохатский, кандидат технических наук
Волгоградский государственный аграрный университет
Предложена конструкция плуга-удобрителя, позволяющего осуществлять основную безотвальную обработку почвы с одновременным внутрипочвенным внесением минеральных удобрений и теоретически обоснованы параметры рабочего органа для выполнения этих операций.
Ключевые слова: основная безотвальная обработка почвы, удобрения, плуг, стойка «СибИМЭ», тукораспределяющее устройство.
Для получения в степной зоне Волго-Донского междуречья устойчивых урожаев применяют, как правило, безотвальную основную обработку почвы, позволяющую сохранять на поле стерню, задерживающую влагу и препятствующую выдуванию верхнего слоя почвы. Особый интерес при этом вызывает вопрос, касающийся способов внесения удобрений. Если обеспечение растений азотом на этих почвах не является проблемой, так как соли аммония и нитратов являются легкоподвижными по глубине, то внесение малоподвижного трудноусвояемого растениями фосфора в виде малорастворимых фосфатов требует непосредственного их внесения в корнеобитаемый (10.30 см) слой почвы с достаточной его влагообеспеченностью [1, 2].
220
