CC BY
86
Пяскорский Д.С., Корнеев Е.А., Кем А.А., Демчук Е.В. Сошник для двухстрочного посева с разноуровневым внесения удобрений // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2017. -№1 (8) январь - март. - URL http://e-journal.omgau.rU/index.php/2017/1/35-statya-2017-1/779-00306. - ISSN 2413-4066
УДК 631.17:631.331
Пяскорский Денис Сергеевич
Магистрант
ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск [email protected]
Корнеев Егор Александрович
Магистрант
ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск [email protected]
Кем Александр Александрович
Кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск kem_a_a@mail. ru
Демчук Евгений Владимирович
Кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск ev. [email protected]
Сошник для двухстрочного посева с разноуровневым внесения удобрений
Аннотация: Посев является наиболее сложной и значимой операцией в процессе выращивания сельскохозяйственных культур, от которого во многом зависит урожайность. Качество посева характеризуется способом размещением удобрений и семян в рядке, по площади питания и глубине заделки Данные показатели зависят от типа и конструкции сошника, как завершающего звена всей системы рабочих органов посевной машины. На рынке сельскохозяйственной техники представлено большое разнообразие посевных машин отечественного и зарубежного производства, с еще большим разнообразием сошников. У большинства посевных машин предусмотрено внесение удобрений совместно с высевом семян в виде стартовой дозы. Внесение удобрений позволяет - усилить минеральное питание растений в первоначальный период от прорастания семян до образования корневой системы. Однако при внесении минеральных удобрений непосредственно в рядок с семенами, влечёт за собой риск солевого эффекта и токсичного воздействия удобрения (химический ожог) на высеянные семена. Наиболее благоприятным является раздельное локальное внесение удобрений и семян, это позволяет корням растений развиваться в направлении источника питания, образуя разветвлённую, корневую систему. На основании вышеизложенного была предложена рабочая гипотеза - разработать комбинированный сошник для обеспечения двух строчного посева зерновых, что позволит более равномерно распределять семена по площади питания и глубине заделки. При этом стартовая доза минеральных удобрений, вносимая одновременно с посевом вносится ниже уровня семян
основной культуры.
Ключевые слова: двух строчный посев, семена, минеральные удобрения, комбинированный сошник.
Введение
Стабильное получение зерновых культур в современном сельскохозяйственном производстве требует освоения и внедрения ресурсосберегающих технологий, включающих комплекс мероприятий по оптимизации структуры использования пашни, применению средств защиты растений, производительных посевных агрегатов, адаптированных к почвенно-климатическим условиям региона. Повышение урожайности зерновых культур во многом зависит от интенсификации производства путем совершенствования технологии возделывания [1, 2, 3].
Качественный посев по интенсивной технологии характеризуется двумя составляющими: равномерным распределением посевного материала по площади питания и глубине заделки; и внесением минеральных удобрений ниже уровня семян основной культуры.
Внимание к равномерному распределению семян по площади питания объясняется потенциалом повышения урожайности при снижении нормы высева. От качества заделки семян в почву в значительной мере зависят их всхожесть, развитие и, как следствие урожайность. Очевидно, наибольший урожай получается в том случае, когда количество растений будет размещено по площади так, что каждое из них будет обеспечено в достатке водой и питательными веществами, и в то же время не останется неиспользованной площади.
При одинаковой норме высева семена по площади поля можно разместить по-разному, поэтому одинаковая площадь питания может иметь разную геометрическую форму. Таким образом, форма площади питания зависит от нормы высева и способа посева.
В ходе исследований установлено, что рациональной площадью питания зерновых культур является круг, а рациональным размещением растений по площади поля является триангуляционным (рис. 1), которое характеризуется равноотстоянием растений и рядковой структурой с 60° между рядками [5, 6, 7, 8].
60'
При обеспечении данных параметров при посеве, семена в достатке обеспечены питательными веществами и не оказывают друг на друга угнетающего воздействия.
Внесение удобрений при посеве совместно с семенами, может повлечь за собой риск солевого эффекта и химический ожог. Наиболее благоприятным является раздельное внесение удобрений и семян, это позволяет корням растений развиваться в направлении источника питания, образуя мощную, разветвлённую, корневую систему.
При совместном высеве семена ложатся на уплотненное ложе, созданное сошником, и перемешиваются с удобрением. Образованный в небольшом количестве нитрат NОз, в результате внешней диффузии начинает свое передвижение по направлению от места, куда
было внесено удобрение. В течение 24 часов, лента аммиака (КНз) и аммония (КШ) увеличивается до 75 мм в диаметре.
После двух недель, лента азота расширяется до 125 мм, при этом концентрация азота снижается и примерно 50...60% азота выражается полезной формой нитрата (N03). Токсичное воздействие азота и солевой эффект, замедляют развитие посеянной культуры, и некоторые проростки при этом погибают.
После четырех недель ширина ленты увеличивается до 200 мм. Около 90% азота принимает форму полезного нитрата (N03). Концентрация азота снижается, и воздействие солевого эффекта на растения ослабевает. В период токсичного воздействия удобрения и солевого эффекта часть растений погибает. Оставшиеся растения начинают поправляться и набираться сил (рис. 2, а).
При высеве на разную глубину семена находятся на безопасном расстоянии от воздействия азота, когда он пребывает в форме аммиака (N03) и аммония (КШ). Внесённые удобрения на данном этапе обладают меньшей концентрацией и представляют меньший риск для проростков, а постепенное восприятие нитрата способствует ускоренному развитию корневой системы. Корни развиваются лучеобразно для получения нитрата, который распространяется от центра ленты азота.
а б
Рисунок 2. Размещение семян и удобрений через четыре недели после посева: а - совместный высев; б - высев на разную глубину
После четырех недель корни культуры врастают в ленту внесенного азота, корневая система значительно развивается по направлению к доступному нитрату (рис. 2, б). Обычно за четырехнедельный интервал развития растение получает 20% азота от полной нормы, требуемой на всем цикле роста [9, 10, 11].
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что разработка сошника, обеспечивающего разноуровневое внесение семян и удобрений и равномерное распределение семян по площади питания и глубине заделки является актуальной задачей.
Цель работы обосновать параметры комбинированного сошника для обеспечения двух строчного 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 макетный образец лабораторной сеялки и был 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» [12].
Результаты исследований
На основе проведенных патентных и литературных исследований, нами установлено, что наиболее перспективным и эффективным способом внесения удобрений является локальное припосевное внесение основной дозы минеральных удобрений в сторону и глубже семян с почвенной прослойкой между ними. Это позволяет более точно фиксировать расположение удобрений относительно семян, полнее обеспечивать растения необходимым питанием на весь период вегетации из очагов удобрений повышенной концентрации, что в конечном итоге повышает окупаемость применения минеральных удобрений. Для осуществления разноуровневого высева семян и удобрений разработан комбинированный сошник (рис.3) [13, 14, 15, 16].
Сошник состоит из сменного долота 1, стойки 2, козырька 3, правого и левого уширителя для подачи в почву семян 4, туконаправителя 5 который находится внутри стойки, семяпроводов 6.
б
Рисунок 3. Комбинированный сошник для разноуровневого посева и внесения минеральных
удобрений
Для закладки полевого опыта изготовлена лабораторная модульная установка на базе универсального шасси (рис. 4). На раме шасси установлены два бункера для зерновых культур и для минеральных удобрений. В нижней части рамы закреплен разработанный комбинированный сошник. Привод высевающих аппаратов осуществлялся от опорно-приводного колеса шасси [17].
Рисунок 4. Модульная установка с комбинированным сошником для разноуровневого двух строчного посева и внесения минеральных удобрений.
Комбинированный сошник работает следующим образом: при движении 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 укладываётся 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 уширителей 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 двух строчный посев основной культуры, при этом минеральные удобрения располагаются ниже уровня семян на 0,04 м. Такое ориентированное размещения удобрений относительно высеянных семян способствует развитию корневой системы в период их вегетации, обеспечивая дружность всходов и повышение урожайности.
Полевой опыт исследования работы сошника заложен на опытном поле ФГБНУ СибНИИСХ. Посев делянок проводился модулем с комбинированным сошником для разноуровневого посева зерновых и внесения удобрений в агрегате с трактором Т-25. Все проходы трактора при посеве проводились при одинаковой норме высева. Весь объём работ был выполнен в течение одной рабочей смены (рис. 5). Земельный участок с выровненным микрорельефом и однородным почвенным типом. Тип почвы - чернозём супесчаный. Норма высева 4,0 млн. всхожих зёрен на гектар площади. Качественные показатели семян: сорт Омская- 36, масса 1000 -33 г, полевая всхожесть 92%, влажность 14%.
Рисунок 5. Закладка полевого опыта комбинированным сошником для разноуровневого
двухстрочного посева и внесения удобрений
За контроль был принят рядовой посев яровой мягкой пшеницы Омская - 36 без удобрений. И два варианта с внесением 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 трёхкратной повторности с площади 1кв. метр были взяты снопы для проведения структурного анализа и определения качественных показателей зерна. Качественные и количественные показатели анализа снопового материала представлены в таблице 1.
Структурный анализ урожая
Таблица 1
Норма Средние качественные показатели
№ п/п внесения удобрений кг/га Высота стеблей, см. Кол-во стеблей, шт. Масса 1000 зерен, гр. Белок % Урожай зерна, т/га
Посев без
1 удобрений (контроль) 89,0 3,2 21,2 13,17 2,39
2 Удобрения 100 87,05 3,67 20,6 13,51 2,99
3 Удобрения 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 взвесели, определи влажность, она составила 21%, и засоренность 36%. Урожайность зерна была пересчитана на стандартные показатели на влажность 14%. Результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2
Урожай зерна т/га в зависимости от нормы внесения удобрения
№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. Анализ полученных результатов полевых опытов при посеве с одновременным внесением удобрений показал, что была получена прибавка урожая зерна от 9 до 20% в сравнении с контролем.
За счёт совмещения операций (обработки почвы, посева и внесения стартовой дозы удобрений) применение комбинированного сошника позволяет уменьшить количество проходов техники по полю, снизить уплотнение почвы, расход ТСМ и повысить производительность до 20%.
Проведённые экспериментальные исследования позволили уточнить рациональные параметры элементов комбинированного сошника.
Заключение
Разработанная конструкция комбинированного сошника для прямого посева по необработанным фонам позволяет, выполнять двух строчный 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, что обеспечивает повышение урожайности от 9 до 20% в сравнении с контролем.
Экспериментальные исследования позволили уточнить основные параметры элементов разрабатываемого комбинированного сошника: угол атаки долота - 250 , угол раствора долота - 20 0 , 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 - 300;диаметр семяпровода и тукопровода - 0,30м.
Ссылки на источники
1. Демчук Е.В. К вопросам совершенствования технологии посева зерновых культур / Е.В. Демчук, ДА. Голованов, К.А. Янковский // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2016. - № 6. - С. 45-48.
2. Кем А.А. Сравнительная оценка посевных комплексов при возделывании зерновых культур в западной Сибири / А.А. Кем, Л.В. Юшкевич // Вестник ОмГАУ. - 2015. - № 4. - С. 61-65.
3. Демчук Е.В. Равномерность распределения семян зерновых культур двухленточным сошником / Демчук Е.В., И.Д. Кобяков // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - № 2.
- 2012. - С. 21-23.
4. Демчук Е.В. Обоснование параметров двухленточного сошника зерновой сеялки : автореферат дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01. / Е. В. Демчук; [Место защиты: Новосиб. гос. аграр. ун-т]. - Новосибирск, 2010. - 19 с.
5. 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: Издательство ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина. - 2011. - 190 с.
6. Демчук Е.В. Сошник для разбросного посева семян зерновых культур / Е.В. Демчук, И.Д. Кобяков, А.В. Евченко, С.П. Гурьев // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2015.-№ 11. С.14- 16.
7. 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.
8. Демчук Е.В. Интенсификация технологии возделывания зерновых культур / Е.В. Демчук, А.С. Союнов // Агрометеорология и сельское хозяйство: история, значение и перспективы : сборник материалов Национальной (Всероссийской) науч.-практич. конференции, посвяш. 100- летнем у юбилею со дня образования учебной лаборатории Агрометеорологии ФГБОУ ВО Омский ГАУ [Электронный ресурс]. - Электрон, лан. - Омск; ФГБОУ ВО Омский ГАУ, - I электрон, опт. диск. (CD-R), 2016. С. 211-213.
9. Демчук Е.В. Разноуровневый посев семян зерновых культур комбинированным сошником / Е.В. Демчук, А.С. Союнов, В.В. Мяло // Научно-техническое обеспечение процессов и производств АПК: материалы науч.-прак. конф. с международным участием, посвященной 70-летию образования Инженерного института (Новосибирск, 28 октября 2014 г.) - Новосибирск : ИЦ «Золотой колос», 2014. - С. 24-26.
10. Демчук, Е.В. Исследования равномерности распределения семян зерновых культур комбинированным сошником / Е.В. Демчук, А.С. Союнов, В.В. Мяло, П.В. Чупин // Омский научный вестник. - 2015. - № 1 (138). С. 105 - 110.
11. Демчук Е.В. Пути повышения урожайности зерновых культур / Е.В. Демчук, М.С. Чекусов, Д.А. Голованов // Научное и техническое обеспечение АПК, состояние и перспективы развития: Сборник материалов Региональной научно-практической конференции, посвященной 65- летию образования факультета ТС в АПК (Мехфак) ФГБОУ ВО Омский ГАУ [Электронный ресурс]. - Электрон.дан. - Омск: ФГБОУ ВО Омский ГАУ. -1 электрон.опт.диск. 2016. С. 11 - 13.
12. ОСТ 10.5.1.-2000. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Методы оценки функциональных показателей. - Введ. 15.06.2000. - М.: Минсельхозпрод России, 2000. - 72 с.
13. Домрачев В.А. Комбинированный сошник для разноуровневого посева семян и внесения удобрений / В.А.Домрачев, А.А Кем, В.Л. Миклашевич // Информационные технологии, системы и приборы в АПК: Агроинфо-2015. Мат.6-ой межд. Науч.-практ. конф. Ч. 1. Новосибирск, 2015. -С.319-322.
14. Кем А.А. Сошник для двух строчного посева по необработанному фону с разноуровневым внесением удобрений / А.А. Кем, П.В. Чупин, В.Л. Миклашевич // Научное и техническое обеспечение АПК, состояние и перспективы развития: Сборник материалов
Региональной научно-практической конференции, посвященной 65- летию образования факультета ТС в АПК (Мехфак) ФГБОУ ВО Омский ГАУ [Электронный ресурс]. -Электрон.дан. - Омск: ФГБОУ ВО Омский ГАУ. - 1 электрон.опт.диск. 2016. С. 22 - 24.
15. КемА.А. Комбинированный сошник для разноглубинного посева зерновых культур и внесение минеральных удобрений / А.А Кем, В.Л. Миклашевич // Решение экологических проблем современного общества для устойчивого развития. Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 20-летнему юбилею кафедры экологии, природопользования и биологии. - 2016. - С. 121-125.
16. Кем А.А. Комбинированный сошник для разноуровневого посева семян и внесения минеральных удобрений / А.А Кем, М.В. Кокорин, Н.В. Кобяков, Т.Ю. Кузнецов // Проблемы научно-технической модернизации сельского хозяйства: производство, менеджмент, экономика. Сборник трудов международной науч.-практ. конф. Обучающихся в магистратуре. Институт экономики и финансов ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина. -2014. - С. 32-36.
17. Миклашевич В.Л. Универсальная модульная установка для проведения полевых работ в растениеводстве./ В.Л.Миклашевич, А.А.Кем. //Аграрный вестник Юго-Востока. № 1-2, 2015. - С. 64-65.
Denis Pyaskorsky
Student
FSBEI HE OmskSAU, Omsk
Egor Korneev
Student
FSBEI HE Omsk SAU, Omsk Alexander Kem
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor FSBEI HE Omsk SAU, Omsk
Evgeny Demchuk
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor FSBEI HE Omsk SAU, Omsk
The Opener for the Two-Line Seeding With Multilevel Fertilizer Application
Abstract: planting is the most complex and important operation in the process of growing crops, which yield depends largely. Quality planting method is characterized by the placement of fertilizer and seeds in a row, on the area of food and planting depth These values depend on the type and design of the opener, as the final link of the whole system of working bodies of the sowing machine. In the market of agricultural equipment represented a wide variety of sowing machines domestic and foreign production, with an even greater variety of openers. Most sowing machines provided fertilizer together with sowing seeds in the form of a starting dose. Fertilisation allows - to strengthen the mineral nutrition of plants in the initial period from germination to the formation of the root system. However, when making fertilizer directly into the seed row, entails the risk of salt effects and toxic effects of fertilizer (chemical burn) on the sown seeds. The most favorable is a separate local fertilizer and seeds, this allows plant roots to develop in the direction of the power source to form branched, root system. working hypothesis was proposed on the basis of the above -to develop a combined opener for the two row sowing of cereals, which will more evenly distribute the seeds over the supply area and the depth of embedment. In this case the starting dose of fertilizer, introduced at the same time sowing the seeds introduced below the main crop. Keywords: two line sowing, seeds, fertilizers, combined opener.
