CC BY
14
УДК 633/635:631.53.04.001
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ ПОСЛЕ ГНЕЗДОВОГО ПОСЕВА БАХЧЕВОЙ СЕЯЛКОЙ
© 2014 г И.Н. Краснов, И.А. Кравченко
Краснов Иван Николаевич - доктор технических наук, профессор, кафедра механизации технологических процессов и переработки сельскохозяйственной продукции, Азово-Черноморская государственная агро-инженерная академия, ул. Ленина, 4, г. Зерноград, Ростовская обл., 347740.
Кравченко Иван Андреевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра механизации технологических процессов и переработки сельскохозяйственной продукции, Азово-Черноморская государственная агроинже-нерная академия, ул. Ленина, 4, г. Зерноград, Ростовская обл., 347740, e-mail: uvan.kravchenko@mail.ru.
Krasnov Ivan Nikolayevich - Doctor of Technical Science, Professor, Department of Mechanization of Technological Processes and Processing of Agricultural Products, Azov-Black Sea State Agroengineering_Acad-emy, Lenin St., 4, Zernograd, Rostov Region, 347740, Russia.
Kravchenko Ivan Andreevich - Candidate of Technical Science, Associate Professor, Department of Mechanization of Technological Processes and Processing of Agricultural Products, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy, Lenin St., 4, Zernograd, Rostov Region, 347740, Russia, e-mail: uvan.kravchenko@mail.ru.
Приведены закономерности для определения вероятности появления гнезд с определенным числом растений в них и интервалов различной длины, кратной шагу посева при высеве по 3, 4, 5 и 6 семян в гнездо и различной полевой всхожести. Представлены графики вероятности распределения растений в гнездах для трех частных случаев идеально точного посева трех, четырех и пяти семян в гнездо и графики вероятности появления интервалов различной длины при высеве четырех и пяти семян в гнездо в зависимости от полевой всхожести семян.
Ключевые слова: вероятность, семена, распределение, растения, появление, гнездо, интервал, шаг, посев, всхожесть, влияние.
There are the patterns to determine the likelihood of the nests with a certain number ofplants and intervals of different lengths a multiple step for sowing seed on 3, 4, 5 and 6 seeds in the nest and field germination. Probability distribution charts are plants in the slots of the three particular cases perfectly precise sowing of three, four or five seeds in the nest and the likelihood of intervals of different lengths for sowing seed in four and five slot depending on the field of germinating seeds.
Keywords: probability, seeds, distribution, plants, emergence, slot, interval, step, sowing, germination, effect.
В силу своей биологической разнокачественно-сти семена бахчевых культур отличаются растянутым периодом прорастания, различной силой роста и реакцией на неблагоприятные условия выращивания. В результате растения развиваются неравномерно, что ведет к снижению урожая.
При интенсивном использовании земли величина и качество урожая бахчевых культур напрямую зависят от полевой всхожести семян и оптимальной густоты стояния растений: как повышенная, так и разряженная густота ведет к снижению урожая. Поэтому на современном этапе развития бахчеводства качеству посева семян придается особое значение.
Норма высева мелких семян - 2^3 кг/га, крупных - до 4^5. Схемы посева различные - 1,4*1,4;
2,1*1,4; 2,1*2,1; 2,8*2,1 м, в засушливых зонах применяют и большие площади питания.
При создании новых и эксплуатационных существующих сеялок для точного гнездового посева пропашных культур большое значение имеют зависимости, по которым можно было бы определить оптимальные величины интервала между гнездами и число семян с учетом их всхожести, которое необходимо высевать в гнездо для получения заданного количества растений в них.
При точном высеве распределение растений в гнездах в зависимости от полевой всхожести семян следует биноминальному закону [1]. При идеально точном высеве по п зерен в гнездо и полевой всхожести семян менее 100 % количество растений в гнездах на поле варьирует от 0 до п.
Введем следующие обозначения: и -вероятность всхожести семян; и0 - вероятность невсхожести семян.
Очевидно, что + ^ = 1.
На основании теоремы умножения вероятностей независимых событий зкономерность распределения
растений в гнездах, (и0 +и1)и = Р0 + Р1 + +Р2 +... + Р + ...+ Рп, где Ро, Р1, Ръ .,Рь -,Рп - вероятности появления гнезд, соответственно по 0, 1, 2,..., /,... п растений в них, которые представляют собой соответствующие члены разложения бинома Ньютона.
Вероятность появления гнезд Р с различным числом растений к в них при высеве п семян в гнездо может быть определена по известной формуле биноминального распределения:
Pk(n) -
_ n(n -1)(n -2)...[n - (k -1)]
n-k
k!
(1)
Определим вероятность появления гнезд Р, с различным числом растений к в них при высеве трех (п=3), четырех (п=4), пяти (п=5) и шести (п=6) семян в гнездо при различной полевой их всхожести.
Так для п = 3 и к = 0, 1, 2, 3 по выражению (1) получим [2]
Po -^с3-0 -«1° -«3
0 ;
Pi - Yu°3-1 -«1 - з«°2«1;
P2 -
3(3-1) «3-2«2 1-2 «
- 3ипи
2
0«1
пяти семян в гнездо появляется около 50 % гнезд, требующих прореживания растений.
При исследовании распределения интервалов между растениями в условиях посева от 3 до 6 семян в гнездо воспользуемся ранее принятыми обозначениями: Р0(п-) - вероятность пустых гнезд; Рк(п) -вероятность гнезд, давших всходы.
Тогда Р0(п) + Рк(п) = 1 . Так как Р0(п) = и0 , то Рк(п) = 1 ~°0 .
Интервал между гнездами - это отрезок рядка, ограниченный минимум двумя растениями. Число густых гнезд при интервале между растениями тх будет равно (т-1), где х - интервал между гнездами; т - коэффициент увеличения длины участка в сравнении с шагом посева.
Пусть в каждое гнездо высевалось по одному семени, тогда по правилу умножения вероятностей для независимых событий получим [3, 4] Ртх = ы12(1 -ы1)т-1 , где Ртх - вероятность появления растений из семени, размещенного на интервале тх, от предыдущего взошедшего семени.
При высеве п семян в гнездах с интервалом между гнездами х вероятность появления интервалов
длиной mx Pmx - «
_ ,,n(m-1)
o
_ 3(3 -1)(3 - 2) 3-3 3 3
р3 —^—^0 3«3 =и3.
3 1-2 • 3 0 1 1
Результаты расчетов для другого количества семян, подаваемых в гнездо, сведены в табл. 1.
Расчетные значения вероятности появления гнезд с различным числом растений в них при высеве соответственно трех, четырех, пяти и шести семян в гнездо с различной полевой всхожестью представлены в табл. 2.
По агротехническим требованиям на посев бахчевых культур необходимо обеспечить не менее 80 % гнезд с 2±1 растениями в них. Многолетними наблюдениями установлено, что полевая всхожесть семян арбузов колеблется в пределах 60-85 %.
Из табл. 2 следует, что при полевой всхожести 70 % и высеве 4 семян в гнездо можно обеспечить появление 75,3 % гнезд с заданным числом растений в них с незначительным числом пустых гнезд (0,8 %).
При высеве трех семян в гнездо и этой же полевой всхожести количество пустых гнезд (без растений) возрастает более чем в три раза, а при высеве
Таблица 1
Вероятность появления гнезд с различным количеством растений в них при варьировании числа высеваемых семян различной полевой всхожести
Вероятность появления гнезд с числом растений 0-6 Количество высеваемых семян в гнездо п
3 4 5 6
Р0(п) «0 «04 «0 «б
Р1(п) 3«°2«1 4«03«1 5«04«1 6«0«1
Р2(п) 3«0«12 ¿-2 2 6«0«1 10«3«2 15«04«2
Р3(п) «3 4«0«3 10«02«3 20«(3«13
Р4(п) «14 5«0«14 15«2«4
Р5(п) «15 6«0«15
Р6(п) «16
В табл. 3 представлены вероятности появления интервалов различной длины при высеве соответственно трех, четырех, пяти и шести семян в гнездо в зависимости от полевой всхожести.
k
с
Таблица 2
Вероятность распределения растений в гнездах при посеве различного количества семян в гнездо
в зависимости от их полевой всхожести
Число растений в гнезде Всхожесть семян, %
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
При посеве трех семян в гнездо
0 100 72,9 51,2 34,3 21,6 12,5 6,4 2,7 0,8 0,1 0
1 0 24,3 38,4 44,1 43,2 37,5 28,8 18,9 9,6 2,7 0
2 0 2,7 9,6 18,9 28,8 37,5 43,2 44,1 38,4 24,3 0
3 0 0,09 0,8 2,7 6,4 12,5 21,6 34,3 51,2 72,9 100
При посеве четырех семян в гнездо
0 100 65,6 41,0 24,0 13,0 6,3 2,6 0,8 0,16 0,01 0
1 0 29,2 41,0 41,2 34,6 25,0 15,4 7,6 2,6 0,4 0
2 0 4,9 15,4 26,5 34,5 37,5 34,5 26,5 15,4 4,9 0
3 0 0,4 2,6 7,6 15,4 25,0 34,6 41,1 41,0 29,2 0
4 0 0 0,01 0,8 2,6 6,3 13,0 24,0 41,0 65,6 100
При посеве пяти семян в гнездо
0 100 59,0 32,8 16,8 7,8 3,1 1,0 0,2 0,03 0 0
1 0 32,8 40,9 36,0 25,9 15,6 7,7 2,8 0,6 0,05 0
2 0 7,3 20,5 30,9 34,6 31,3 23,0 13,2 5,1 0,8 0
3 0 0,8 5,1 13,2 23,0 31,3 34,6 30,9 20,5 7,3 0
4 0 0,05 0,6 2,8 7,7 15,6 25,9 36,0 40,9 32,8 0
5 0 0 0 0,2 1,0 3,1 7,8 16,8 32,8 59,0 100
При посеве шести семян в гнездо
0 100 53,1 26,2 11,8 4,6 1,6 0,4 0,07 0 0 0
1 0 35,4 39,3 30,2 18,7 9,4 3,7 1,0 0,2 0 0
2 0 9,8 24,5 32,4 31,1 23,4 13,8 5,9 1,5 0,1 0
3 0 1,5 8,2 18,5 27,6 31,3 27,6 18,5 8,2 1,5 0
4 0 0,1 1,5 5,9 13,8 23,4 31,1 32,4 24,5 9,8 0
5 0 0 0,2 1,0 3,7 9,4 18,7 30,2 39,3 35,4 0
6 0 0 0 0,07 0,4 1,6 4,6 11,8 26,2 53,1 100
Таблица 3
Вероятность появления интервалов различной длины при высеве определенного количества семян в гнездо
в зависимости от полевой всхожести
Величина интервала х, см Всхожесть семян, %
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
При высеве 3 семян в гнездо
140 0 27,1 48,8 65,7 78,4 87,5 93,6 97,3 99,2 99,9 100
280 19,8 24,8 22,5 16,9 10,9 5,9 2,6 0,8 0 0
420 14,4 12,8 7,7 3,6 1,4 0,4 0 0 0 0
560 10,5 6,5 2,6 0,8 0 0 0 0 0 0
700 7,6 3,3 0,9 0 0 0 0 0 0 0
При высеве 4 семян в гнездо
140 0 34,4 59,0 76,0 87,0 94,0 97,0 99,2 99,8 100 100
280 100 22,6 24,2 18,2 11,2 5,9 2,6 0,8 0 0 0
420 100 14,8 9,9 4,3 1,5 0,3 0 0 0 0 0
560 100 9,7 4,1 1,0 0 0 0 0 0 0 0
700 100 6,4 1,7 0,3 0 0 0 0 0 0 0
Окончание табл. 3
Величина интервала х, см Всхожесть семян, %
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
При высеве 5 семян в гнездо
140 0 40,12 67,2 83,2 92,2 96,8 98,9 99,8 100 100 100
280 100 24,2 22,0 13,9 7,2 3,0 1,0 0,2 0 0 0
420 100 14,3 7,2 2,3 0,5 0 0 0 0 0 0
560 100 8,4 2,4 0,4 0,1 0 0 0 0 0 0
700 100 5,0 0,7 0 0 0 0 0 0 0 0
При высеве 6 семян в гнездо
140 0 46,9 73,8 88,2 95,3 98,4 99,6 99,8 100 100 100
280 24,9 19,3 10,4 4,4 1,5 0,4 0,2 0 0 0
420 13,2 5,0 1,2 0,2 0 0 0 0 0 0
560 7,0 1,3 0,1 0 0 0 0 0 0 0
700 3,7 0,3 0 0 0 0 0 0 0 0
Анализ показывает:
1. Полевая всхожесть семян оказывает существенное влияние на распределение растений в гнездах.
2. С уменьшением полевой всхожести семян число гнезд с максимальным количеством растений уменьшается, а число пустых гнезд увеличивается. Причем интенсивность этих изменений нарастает с увеличением количества семян, высеваемых в гнездо.
3. Вероятность появления интервалов двойной, тройной и более величины возрастает с уменьшением всхожести семян и снижается только за счет увеличения числа высеваемых семян в гнездо.
Литература
1. Лобачевский П.Я. Закономерности распределения
растений при квадратно-гнездовом и гнездовом посеве. М., 1964. С. 96-105.
2. Лобачевский П.Я., Кравченко И.А. Подача семян арбузов
высевающим устройством сеялки СБН-3 // Проектирование рабочих органов уборочных почвообрабатывающих сельскохозяйственных машин и агрегатов для кормопроизводства. Ростов н/Д, 1983. С. 144-151.
3. Корогодов Н.С. Изучение и выбор оптимальных ре-
жимов размещения семян при точном посеве с использованием методов вероятностной оценки // Оптимальное проектирование сельскохозяйственных производственных процессов. М., 1971. С. 140-155.
4. Танашев Ф.Г. К вопросу о количестве растений в
гнездах // Кукуруза. 1957. № 4. С. 47-52.
Поступила в редакцию_26 марта 2014 г.
