CC BY
29
УДК 631.331.53
ВЛИЯНИЕ НАСТРОЕЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫСЕВАЮЩИХ АППАРАТОВ ЗЕРНОВЫХ СЕЯЛОК НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН
© 2015 г. А.Ю. Несмиян, Е.С. Лепешко
Приведены результаты экспериментального исследования влияния настроечных параметров катушечных высевающих аппаратов рядовой зерновой сеялки на всхожесть семян.
На первом этапе эксперимента семена озимой пшеницы высевались на макете сеялки С3-3,6 при частоте вращения вала катушек n=0,6 с-1 и длинах рабочей части катушки lpi=25 мм, /p2=15 мм и /p3=5 мм. Из высеянных в каждом опыте семян, а также семян, не участвовавших в высеве (контроль), было отобрано по четыре пробы по 100 штук, которые использовались при проведении второго этапа исследований -определении их лабораторной всхожести. Данный этап эксперимента проводился в соответствии с требованиями ГОСТ 12038-84, его продолжительность составила 7 суток.
Полученные при проведении эксперимента результаты позволили заключить, что воздействие катушечного высевающего аппарата на семена приводит к снижению их всхожести. При этом значения всхожести семян, полученные при длине рабочей части катушки /р3=5 мм, отличались значительным разбросом и низкой достоверностью, поэтому в анализе не учитывались. При длинах рабочей части катушки /р1=25 мм и /р2=15 мм всхожесть семян была снижена на 1,5-1,8% по сравнению с контролем, причем вероятность того, что снижение вызвано воздействием высевающего аппарата, составила 70-80%, что говорит о необходимости усовершенствования конструкции данного узла посевных машин.
Результаты исследования могут представлять интерес для специалистов сельскохозяйственного производства, работников и учащихся научно-исследовательских и учебных организаций.
В целом полученные данные позволили заключить, что применение в конструкции сеялок катушечных высевающих аппаратов приводит к травмированию семян и снижению их всхожести, что необходимо учитывать как при эксплуатации, так и при проектировании посевных машин.
Ключевые слова: посев, зерновые культуры, травмирование семян, агротехнические требования, катушечный высевающий аппарат, длина рабочей части катушки, экспериментальное исследование, всхожесть.
The results of experimental research of the plain drills roller feed setting parameters influence on the seeds germination are presented.
In the first experiment phase winter wheat seeds were sown by the prototype of SZ-3,6 drill with the fluted rolls shaft rotation frequency of n=0,6 s-1 and the length of the fluted roll working part of /pj=25 mm, /p2=15 mm, /p3=5 mm. From sown seeds in every experience and seeds that did not participate in the seeding (control), there were selected four samples of 100 pieces that were used in conducting the second research phase that is the laboratory germination determination. This experiment phase was conducted in according to the requirements of GOST 12038-84, its duration was 7 days.
Obtained results allowed to conclude that the roller feed influence on seeds leads to a decrease in their germination. The values of seed germination obtained when the length of the fluted rolls 1р3=5 mm differed by a considerable range and low accuracy, so analysis was not taken into account. When length of the fluted rolls working part is /р=25 mm and /р2=15 mm seed germination was reduced by 1,5-1,8% in comparison with the control, and the probability that the decrease is caused by the influence of the sowing unit was 70-80%. That shows necessity of sowing machines node design improvement.
The results of the research may be interesting for specialists in agricultural production, staff and students for research and training organizations.
In general, the obtained data allows to conclude that the reel sowing machines use in the planters construction injuries and decreases their germination, which should take into account when operating and designing sowing machines.
Key words: sowing, crops, seeds damage, agronomic requirements, roller feed, the fluted roll length, experimental researches, germination.
Введение. В постановлении правительства РФ от 14 июля 2012 г. № 717
«О Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования
рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы», целями которого являются обеспечение продовольственной
независимости России в параметрах,
заданных Доктриной продовольственной безопасности и повышение
конкурентоспособности российской
сельскохозяйственной продукции на внутреннем и внешнем рынках [1], значительное внимание уделяется производству зерновых.
Одной из основных технологических операций при возделывании зерновых культур является посев, качество выполнения которого в значительной степени определяет конечный результат всего комплекса полевых работ.
Основными требованиями,
предъявляемыми к посеву, являются своевременность по агротехническим срокам, высев заданной нормы семян, минимальное травмирование посевного материала и точность размещения семян в почве [2].
Получение заданной нормы высева и равномерность их распределения по площади поля в значительной степени определяется конструктивным
совершенством, настроечными
параметрами и режимами работы высевающих аппаратов. В большинстве
современных моноблочных
зерновых сеялок (и и раздельно-агрегатных) дозирование и подача семян в сошники производится катушечными высевающими аппаратами [2, 3], которые приводятся от опорно-приводных колес, через редуктор и контрпривод. При этом норма высева семян зависит от передаточного числа редуктора и длины /р (рисунок 1) рабочей части катушки 2 высевающего аппарата.
Взаимодействие катушек
высевающих аппаратов с семенным материалом, так же как и взаимодействие с узлами других сельскохозяйственных машин, сопровождается его
повреждением, что может сказаться на всхожести семян [4-9]. Поэтому важным показателем качества работы катушечного высевающего аппарата является степень повреждения семян, сказывающаяся на их всхожести. Согласно агротребованиям к работе посевных машин он не должен превышать 0,2%. При этом считается, что уменьшение длины рабочей части катушки приводит к повышению повреждения семян.
1 - корпус; 2 - катушка; 3 - муфта; 4 - клапан; /р - длина рабочей части катушки Рисунок 1 - Катушечный высевающий аппарат сеялок СЗ
Методика исследования. С целью проверки влияния катушечного
высевающего аппарата и его настроечных режимов на травмирование семян был проведен эксперимент, на первом этапе которого семена озимой пшеницы высевались на макете сеялки С3-3,6 (рисунок 2) при частоте вращения вала катушек п = 0,6
с- и длинах рабочей части катушки /р1 = 25 мм, /р2 = 15 мм и /р3 = 5 мм, что соответствует нормам высева от 150 до 50 кг/га. После этого из высеянных в каждом опыте семян, а также семян, не участвовавших в высеве (контроль), было отобрано по четыре пробы из 100 семян.
На следующем этапе проводилось определение лабораторной всхожести отобранных семян [10]. При анализе применялось следующее оборудование:
• термостат, обогреваемый с диапазоном температур от 20 до 400
0С;
• посуда для промывания и увлажнения субстрата;
• сосуды для проращивания семян в рулонах;
• растильни;
• увлажнители ложа (капельницы, пипетки, леечки);
• пинцеты;
• бумага фильтровальная по ГОСТ 12026;
• вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
В процессе проведения опыта семена каждой пробы раскладывались на двух слоях увлажненной бумаги размером 10^100 см зародышами вниз по линии, проведенной на расстоянии 2-3 см от верхнего края листа (рисунок 3). Сверху семена накрывались полоской
увлажненной бумаги такого же размера. Полосы неплотно сворачивали в рулон и помещали в вертикальном положении в растильню, в термостате которой
поддерживалась заданная температура 20±2 °С, проверяемая трижды в сутки. Состояние увлажненности ложа в эксперименте проверялось ежесуточно, при необходимости ложе смачивалось водой комнатной температуры, без переувлажнения. Уровень воды в аппаратах Якобсена поддерживался ниже ложа на 1,5-2,0 см. Воду в поддоне на дне термостата меняли через каждые 3-4 суток.
Продолжительность данной фазы эксперимента - 7 суток. При этом день закладки семян на проращивание и день подсчета всхожести считали за одни сутки. При подсчете к числу нормально проросших семян относили семена, имеющие не менее двух нормально развитых корешков размером более длины семени и росток размером не менее половины его длины с
просматривающимися первичными
листочками, занимающими не менее половины длины колеоптиля. К невсхожим семенам отнесли загнившие семена с мягким разложившимся эндоспермом, почерневшим или загнившим зародышем, проростки с частично или полностью загнившими корешками, семядолями, почечкой, гипокотилем, эпикотелем, а также ненормально проросшие семена.
Рисунок 3 - Пророщенные семена
Результаты и их обсуждение.
Полученные в эксперименте показатели всхожести семян озимой пшеницы по повторностям и результаты математической обработки данных представлены в таблице 1. Они позволяют сделать вывод, что после высева всхожесть семян в среднем снижается на 1,4%. Данный показатель в значительной степени превышает допуск агротребований, однако, при этом он соразмерен с показателями ошибки опыта по повторностям, поэтому его существенность нуждается в подтверждении.
Для того чтобы определить, случайно ли наблюдаемое отклонение всхожести семян до и после посева, необходимо их разницу (ДМ) сравнить с величиной т12, которая представляет собой удвоенное значение
среднеквадратических отклонений средних значений, вычисленного исходя из предположения, что обе сравниваемые серии опытов относятся к одной большой серии.
Таблица 1 - Показатели всхожести семян
Показатель до высева /р1=25 мм /р2=15 мм /р3=5 мм
Л Повторность 1 92 93 93 94
н о и Повторность 2 95 91 91 90
* о Повторность 3 94 97 96 96
X о Повторность 4 99 93 93 97
га Среднее, % 95 93,5 93,3 94,3
Ср. кв. отклонение, % 2 1,75 1,375 2,25
Абс. ошибка опыта, % 1,00 0,88 0,69 1,13
Отн. ошибка опыта, % 1,05 0,94 0,74 1,19
Эту операцию удобно выполнять в четыре этапа.
1. Для каждой сравниваемой серии опытов вычисляем
среднеарифметические значения
показателей М1, М2 и среднеквадратических отклонений^, <2.
2. Рассчитываем значение
разности средних значений по сериям
опыта
(AM = М-Mi) и величину m12, характеризующую разброс
полученных значений:
т1,2 =
Ч 2 '
где п1 и п2 - число наблюдений в первой и второй серии опытов. 3. Находим расчетное значение коэффициента Стьюдента:
ЛИ
m
1,2
4. По справочной таблице [11] находим ближайшее меньшее значение критерия / в строке с числом степеней свободы К=п1+п2-2. Затем, зная значение /-критерия, определяем соответствующий ему уровень значимости, то есть вероятность Р ошибочности утверждения, что сравниваемые результаты существенно отличаются друг от друга.
Конечные и промежуточные результаты расчетов значимости полученного снижения урожайности семян приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Определение показателей значимости полученных результатов
2
2
t
Исследуемый параметр AM, % m12, % t Р, %
/р1=25 мм 1,5 1,3 1,15 30
/р2= 15 мм 1,8 1,2 1,50 19
/р3=5 мм 0,7 1,5 0,47 около 60
Результаты, полученные при длине рабочей части катушки /р3=5 мм, отличаются значительным разбросом и низкой достоверностью, поэтому в дальнейшем анализе не учитывались.
Заключение. При длинах рабочей части катушки /р1=25 мм и /р2= 15 мм вероятность того, что снижение всхожести семян
вызвано воздействием высевающего аппарата, составляет 70-80%. Данные значения не позволяют сделать однозначный вывод по исследуемому вопросу, тем не менее, они достаточно велики, чтобы обозначить возможность наличия проблемы и необходимость дальнейших расширенных исследований в данном направлении.
Литература
1. Постановление Правительства РФ от 14 июля 2012 г. № 717 «О Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы». Опубликовано 7 августа 2012 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/ doc/70110644. - Дата обращения 09.01.2014.
2. Бузенков, Г.М. Машины для посева сельскохозяйственных культур / Г.М. Бузенков, С.А. Ма. - Москва: Машиностроение, 1976. - 272 с.
3. Современные сельскохозяйственные машины и оборудование для растениеводства (конструкции и основные тенденции развития). По материалам Международного салона сельскохозяйственной техники SIMA. -Москва: ИНФРА-М, 2001. - 136 с.
4. Должиков, В.В. Совершенствование процесса подачи семян пропашных культур пневмовакуумным аппаратом: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / В.В. Должиков. -Зерноград, 2013. - 169 с.
5. Бутенко, А.Ф. Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижения травмирования зерна: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / А.Ф. Бутенко. -Зерноград, 2005. - 186 с.
6. Roberts, E.H. Viability of seeds / E.H. Roberts. - London, Chapman and Hall Ltd, 1972. - 416 р.
7. Vegetable seed storage and germination testing (24 may 2004) [Электронный ресурс]. -Режим доступа: www.alpharubicon.com /primitive/ seedgermlablover.htm. - Дата обращения: 10.06.15.
8. Maile, L. Seedquality / LindaMaile [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.niab.com. - Дата обращения: 10.06.15.
9. Rademacher, F.J. On seeds damage in grain augers / F.J. Rademacher // Journa/ Agricuhura/ Engineering Research, 1981 (26). - P. 87.
10. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести; введен с 01.07.86. - Москва: Изд-во стандартов, 1986. - 29 с.
11. Лисьев, В.П. Теория вероятностей и математическая статистика / В.П. Лисьев. - Москва: Московский государственный университет экономики, статистики и информатики, 2006. - 199 с.
References
1. Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 14 iyulya 2012 g. No 717 «O gosudarstvennoi programme razvitiya sel'skogo hozyaistva i regulirovaniya rynkov sel'skohozyaistvennoyi produktsii, syr'ya i prodovol'stviyana 2013 -2020 gody» ["About State program of deve-loppment of agriculture and regulation of markets of agricultural products, raw materials and food for 2013-2020 years"]. Opublikovano 7 avgusta 2012 [Elektronnyi resurs], available at:
http://www.garant.ru/products/
ipo/prime/ doc/70110644, Data obrascheniya:
09.01.2014.
2. Buzenkov G.M., Ma S.A. Mashiny dlya poseva selskohozyaistvennyh culture [The machines for agricultural crops sowing], Moskva: Mashinostroenie, 1976, 272 p.
3. Sovremennye sel'skohozyaistvennye mashiny i oborudovanie dlya rastenievodstva (konstruktsii i osnovnye tendehtsii rasvitiya) [Modern agricultural machines and equipment for crop cultivation (design and basic tendencies of development)] Po materialam Mezhdunarodnogo salona sel'skohozyaistvennoiy tehniki SIMA, 2001, Moskva: INFRA-M, 136 p.
4. Dolzhikov V.V. Sovershenstvovanie protsessa podachi semyan propashnyh kultur pnevmovakuumnym apparatom [Improvement of cultivated crops seeds supply by pneumatic vacuum device]: dissertatsiya na soiskanie uchenoyi stepeni kandidata tehnicheskih nauk, Zernograd, 2013, 169 p.
5. Butenko A.F. Obosnovanie parametrov i rezhimov tehnologicheskogo protsessa raboty rotornogo zernometatelya pokriteriyu snizheniya travmirovaniya zerna [The reasoning of the parameters and modes for the rotary grain-thrower operation on the criterion of grain injury reducing]: dissertatsiya na soiskanie uchenoyi stepeni kandidata tehnicheskih nauk, Zernograd, 2013, 186p.
6. Roberts E.H. Viability of seeds, E.H. Roberts, London, Chapman and Hall Ltd, 1972, 416 p.
7. Vegetable seed storage and germination testing (24 may 2004) [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: www.alpharubicon.
com/primitive/ seedgermlablover.htm, Data obrascheniya: 10.06.15.
8. Maile L. Seed quality, Linda Maile [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: www.niab.com, Data obrascheniya: 10.06.15.
9. Rademacher, F.J. On seeds damage in grain augers, F.J. Rademacher, Journal Agricultural engineering research, 1981 (26), Pp. 87-96.
10. GOST 12038-84. Semena sel'scohozyaistvennyh kul'tur. Metody opredeleniya vshozhesti [The seeds of the
agricultural crops. The methods of germination determination]; vveden s 01.07.86, Moskva:
Izd-vo standartov, 1986, 29 p.
11. Lis'ev V.P. Teoriyaveroyatnosteyi i matematicheskaya statistika [The theory of probability and mathematical statistics], Moskva: Moskovskiyi gosudarstvennyiy universitet ekonomiki, statistiki i informatiki, 2006, 199 p.
Сведения об авторах
Несмиян Андрей Юрьевич - канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой механизации растениеводства, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде (Ростовская область, Россия). Тел.: 8-904-346-83-54. E-mail: nesmiyan.andrei@yandex.ru.
Лепешко Екатерина Сергеевна - студентка, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде (Ростовская область, Россия). Тел.: 8-928-109-66-75.
Information about the authors
Nesmiyan Andrei Yurievich - Candidate of Technical Sciences, chief of the Mechanization of crop cultivation department, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEI HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd (Rostov region, Russia). Phone: 8-904-346-83-54. E-mail: nesmiyan.andrei@yandex.ru.
Lepeshko Ekaterina Sergeevna - student, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEI HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd (Rostov region, Russia). Phone: 8-928-109-66-75.
