Совершенствование высева мелкосеменных культур катушечным винтовым высевающим аппаратом

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЫСЕВА МЕЛКОСЕМЕННЫХ КУЛЬТУР КАТУШЕЧНЫМ ВИНТОВЫМ ВЫСЕВАЮЩИМ АППАРАТОМ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

АЛГАЗИН ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

Новосибирск 2010



Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: - кандидат технических наук, с.н.с. Кем Александр Александрович (ГНУ СибНИИСХ Россельхозакадемии)

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор Докин Борис Дмитриевич (ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии)

- кандидат технических наук, с.н.с. Щукин Сергей Геннадьевич (ФГОУ ВПО НГАУ)

Ведущая организация: - ФГУ Сибирская машиноиспытательная станция (ФГУ СибМИС)

Защита состоится « » апреля 2010 года в 9 часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.059.01 при Государственном научном учреждении Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск - 1, ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета по адресу: 630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск - 1, а/я 460, ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии; телефон, факс (383) 348-12-09. e-mail: sibime@ngs.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ СибИМЭ и на сайте www.sibime.sorashn.ru

Автореферат разослан « » марта 2010 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета В.С. Нестяк



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для ведения успешного животноводства необходимо создание надежной и сбалансированной кормовой базы. Это не возможно без применения высокобелковых мелкосеменных культур (рапс, донник, люцерна и др.), именно они являются основным источником дешевого растительного белка.

В технологической системе получения высоких урожаев зелёного корма и семян высокобелковых мелкосеменных культур операция посева одна из самых ответственных. Использование посевных агрегатов с катушечными высевающими аппаратами не предназначенными для посева мелкосеменных культур приводит к снижению биологической продуктивности посевов.

Анализ применяемых в настоящее время конструкций высевающих аппаратов для посева мелкосеменных культур показывает, что основными их недостатками являются неравномерность подачи высеваемых семян и высокое их травмирование.

Поэтому исследования направленные на усовершенствование высевающих аппаратов посевных машин используемых для возделывания мелкосеменных культур, в частности - рапса, являются актуальными.

Цель работы - совершенствование процесса высева мелкосеменных культур повышением качественных показателей за счет применения катушечного винтового высевающего аппарата.

Объект исследования - технологический процесс высева мелкосеменных культур катушечным винтовым высевающим аппаратом.

Предмет исследования - закономерности процесса взаимодействия семян мелкосеменных культур с рабочими поверхностями катушечного винтового высевающего аппарата.

Научная гипотеза. Применение катушечного винтового высевающего аппарата на рабочей поверхности которого по винтовой линии выполнен желобок позволит исключить пульсацию высева, равномерно распределить семена вдоль рядка и снизить их травмирование, тем самым повысить урожайность мелкосеменных культур.

Методы исследований. Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики, математики и статистики.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях на основе общепринятых и частных методик, а также с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием методов статистики на ЭВМ.

Достоверность результатов работы подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, использованием современных методов и технических средств исследований, а также оценкой результатов многофакторного эксперимента.

Научная новизна. Математические модели, описывающие движение семян в катушечном винтовом высевающем аппарате.

Регрессионные модели процесса распределения семян вдоль рядка, высевающей способности семян и травмирования, позволяющие прогнозировать качественные показатели технологического процесса высева семян в зависимости от параметров катушечного винтового высевающего аппарата и его режимов работы. высев семена катушечный высевающий

Рациональные конструктивные параметры и режимы работы катушечного винтового высевающего аппарата, позволяющие равномерно распределять семена вдоль рядка со снижением травмирования.

Практическая значимость Применение сеялки СЗП-3,6, оборудованной катушечными винтовыми высевающими аппаратами, в сравнении с серийной сеялкой обеспечило равномерность распределения семян вдоль рядка Y = 65 %, серийным катушечным Y = 53 %, при полевой всхожести 65 и 57 % соответственно. Что дало прибавку урожая зеленой массы рапса в среднем на 9,3 т/га (33%).

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ на полезную модель № 85789 от 20.08.2009 г.

На защиту выносятся.

Математические модели, описывающие движение семян в катушечном винтовом высевающем аппарате.

Схема катушечного винтового высевающего аппарата для посева мелкосеменных культур.

Регрессионные модели подачи, распределения и травмирования семян.

Рациональные конструктивные параметры катушечного винтового высевающего аппарата и его режимы работы при посеве мелкосеменных культур.

Результаты лабораторно-полевых исследований.

Реализация результатов внедрения. Сеялка СЗП - 3,6, оборудованная катушечными винтовыми высевающими аппаратами, внедрена в производственный процесс ОПХ «Боевое» Исилькульского района Омской области.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались: на международных конференциях молодых ученых СибНИИСХ (г. Омск - 2007, 2008 гг.); III Международной научно-практической конференции «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых учёных» 17 апреля 2008 года в Краснообске, «СИБИРСКОЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ НЕДЕЛЕ» (г. Омск 12-14 ноября 2009 г.).

Работа выполнена в период 2006 - 2009 гг. в отделе механизации Сибирского НИИ сельского хозяйства в рамках государственной тематики: IX.01. Разработать систему конкурентоспособных экологически безопасных технологий и комплексы энергосберегающих машин нового поколения для производства приоритетных видов сельскохозяйственной продукции.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных статей, в том числе две - в изданиях, указанных в «Перечне ведущих рецензируемых научных изданий и журналов», рекомендованном ВАК. Получен патент РФ на полезную модель.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений.

Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 4 приложения на 5 страницах, 13 таблиц, 83 рисунка. Список использованной литературы включает 157 наименований, в том числе 5 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение отражает актуальность темы диссертационной работы. В нем сформулирована цель работы, определена научная новизна и практическая значимость результатов исследований.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» рассмотрена структура посевных площадей. Показано, что рапс является ценной масличной и кормовой культурой, источником высококачественного растительного масла и кормового белка. Приведены основные агротехнические требования к посеву.

Многие ученые обращались в своих исследованиях к вопросам теории высева. Академик В.П. Горячкин, положивший начало теории высева, А.Н. Карпенко, Г.М. Бузенков, С.А. Ма, А.Н. Семенов, С.В. Кардашевский, В.Ф. Куц, А.А. Кем и др. внесли вклад в развитие теории высева и разработку технологических основ построения посевных машин.

В результате анализа технических решений для посева мелкосеменных культур нами было установлено, что все существующие катушечные высевающие аппараты можно объединить в четыре основных группы. Основные недостатки существующих катушечных высевающих аппаратов - это неравномерность подачи семян (пульсация высева) и их повышенное травмирование. Одним из перспективных способов устранения данных недостатков является использование катушечного винтового высевающего аппарата, как синтеза катушечного и шнекового высевающих аппаратов.

На основе анализа существующих технических решений и предыдущих исследований для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель процесса высева семян мелкосеменных культур катушечным винтовым высевающим аппаратом;

2. Обосновать параметры и режимы работы катушечного винтового высевающего аппарата, обеспечивающих равномерное распределение посевного материала по площади питания;

3. Определить качественные показатели работы катушечного винтового высевающего аппарата и оценить экономическую эффективность его применения.

Во второй главе «Теоретическое исследование процесса высева семян рапса катушечным винтовым высевающим аппаратом» рассмотрено взаимодействие семян рапса с рабочими поверхностями катушечного винтового высевающего аппарата и получены описывающие их зависимости. На основе теоретических данных определены рациональные параметры предлагаемого катушечного винтового высевающего аппарата.

Образец катушечного винтового высевающего аппарата представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 Катушечный винтовой высевающий аппарат: 1 - желобок; 2 - проточка; S - шаг винтовой линии, мм; Н - глубина желобка, мм

Используя уравнения теоретической механики определили закон движения единичного семени в пространстве при взаимодействии с поверхностью катушечного винтового высевающего аппарата и семенной массой. На единичное семя действуют силы, приведенные на рисунке 2: вес - , сила, действующая со стороны семенной массы -, сила, действующая со стороны граней высевающего аппарата - , трения о поверхность высевающего аппарата - , сила внутреннего трения - , центробежная сила - .

Уравнение движения единичного семени имеет вид:

(1)

Центростремительное ускорение равно:

(2)

Реакция опоры и сила трения о семена:

(3, 4)

Сила, действующая на семя, и сила трения семени о высевающий аппарат определятся:

(5, 6)

Рисунок 2 Силы действующие на единичное семя в катушечном винтовом высевающем аппарате

Подставим в уравнение 1 полученные уравнения 2-6, получим:



(7)

Для определения ускорения единичного семени при взаимодействии с катушечным винтовым высевающим аппаратом поделим обе части уравнения на m и получим:

(8)

Для определения скорости единичного семени проинтегрируем данное уравнение 8 по времени:

(9)

Определим значения С₁, С₂, С₃ при t=0 и , следовательно С₁ = V_0x, С₂ = V_0y, С₃ = V0z;



(10)

Для определения закона движения единичного семени заменим на .

Постоянные интегрирования С₄, С₅, С₆ при t=0 и x=0 равны С₄ = 0, С₅ = 0, С₆ = 0, следовательно закон движения единичного семени определится как:

(11)

Сила, действующая на единичное семя в катушечном винтовом высевающем аппарате определится из уравнения:

(12)

Данные зависимости позволяют спрогнозировать движение единичного семени, то есть определить конструктивные параметры катушечного винтового высевающего аппарата, чтобы добиться равномерного распределения семян вдоль рядка и снизить их травмирование.

На основе теоретических исследований уравнений (8), (10), (11), (12) была получена математическая модель равномерности распределения семян вдоль рядка в зависимости от конструктивных и технологических параметров катушечного винтового высевающего аппарата.

(13)

где А - масштабный коэффициент, зависящий от перераспределения семян в семяпроводе, сошнике и взаимодействия семян между собой, мм^-1;

S - шаг винтовой линии катушки винтового высевающего аппарата, мм;

В - безразмерный коэффициент, зависящий от применяемого материала высевающего аппарата;

В₂ - коэффициент, зависящий от физико - механических свойств семян, мм^-1;

С - коэффициент, зависящий от толщины активного слоя семян в катушке винтового высевающего аппарата, мм;

Н - глубина желобка катушки винтового высевающего аппарата, мм;

k_n - скоростной коэффициент, зависящий от частоты вращения катушки винтового высевающего аппарата, с;

n - частота вращения катушки винтового высевающего аппарата, с^-1.

По данной модели получены зависимости равномерности распределения семян вдоль рядка от технологических и конструктивных параметров катушечного винтового высевающего аппарата, рисунок 3.



Рисунок 3 Двумерное сечение поверхности отклика: а - , % при Н = 3 мм; б - , % при S = 8 мм; в - , % при n = 0,10 c^-1

Анализ полученных зависимостей позволил сделать вывод, что рациональными параметрами являются: глубина желобка Н = 3 - 4 мм, шаг винтовой линии S = 7,5 - 9,5 мм при частоте вращения катушки n = 0,07 - 0,13 с^-1. При данных параметрах обеспечивается равномерность распределения Y > 72 %.

На основе теории высевающего аппарата было получено выражение определяющее количество высеваемых семян за один оборот катушки в зависимости от технологических и конструктивных параметров катушечного винтового высевающего аппарата:

(14)

где h - глубина желобка, м;

b- длина большего основания, м;

б - угол наклона грани, град;

r - радиус сегмента, м;

ш - центральный угол, град;

о - коэффициент заполнения желобка;

D_К - диаметр катушки высевающего аппарата, м;

С_пр - приведенная толщина активного слоя, м;

l_К - рабочая длина катушки высевающего аппарата, м;

г - объемный вес семян, кг/м³;

д - вес 1000 семян, кг;

k_n - скоростной коэффициент, показывает на сколько изменяется число высеваемых семян от частоты вращения, шт•с;

n - частота вращения катушки, с^-1.

Используя выражение 14 построим зависимости высевающей способности от технологических и конструктивных параметров катушечного винтового высевающего аппарата, рисунок 4.

Рисунок 4 Двумерное сечение поверхности отклика: а - , %, при Н = 3 мм; б - , %, при S = 8 мм; в - , %, при n = 0,10 c^-1

Параметры высевающего аппарата, выбранные по рисунку 3, проверяем по рисунку 4. Высевающему аппарату при установке на сеялку СЗП-3,6 за один оборот необходимо высеять 833 шт семян рапса при норме высева 3,0 млн. шт/га семян, отсюда следует, что данному условию удовлетворяют параметры: глубина желобка Н = 4 мм, шаг винтовой линии S = 8 мм при частоте вращения катушки n = 0,07 - 0,13 с^-1. При данных параметрах обеспечивается высев 800 - 1200 шт семян, что позволяет как увеличивать, так и уменьшать норму высева.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложены программа и методики экспериментальных исследований, с описанием оборудования, применяемого в лабораторных и полевых исследованиях.

Программа исследований включала:

- определение физико - механических параметров семян рапса;

- лабораторные исследования по влиянию технологических и конструктивных параметров катушечного винтового высевающего аппарата на качественные показатели;

- полевые исследования экспериментального катушечного винтового высевающего аппарата в сравнении с серийным.

Обработка полученных результатов осуществлялась на ЭВМ с использованием специализированных статистических программ.

При определении физико - механических параметров семян рапса были определены размеры семян по длине и ширине у различных сортов рапса, значения углов естественного откоса Q и коэффициентов внутреннего трения семян, коэффициенты статического трения семян рапса по различным подстилающим поверхностям.

Перед началом лабораторных исследований, с учетом теоретических расчетов, был составлен план проведения многофакторного эксперимента 3³ (таблица 1). В качестве критериев оптимизации приняты: равномерность распределения семян вдоль рядка Y > 72 %, высевающая способность N ? 833 шт/об и травмирование семян Т < 1 %.



Таблица 1

План многофакторного эксперимента 3³

Уровни варьирования факторов	Факторы	Факторы в кодированном виде
	Глубина желобка, Н, мм	Угол подъёма / шаг винтовой линии, S, град/мм	Частота вращения катушки, n, с-1	X1	X2	X3
Верхний	4	3,5/10	0,13	+1	+1	+1
Нижний	2	2,5/7	0,07	-1	-1	-1
Основной	3	3/8,5	0,1	0	0	0
Интервал варьирования	1	0,5/1,5	0,03	1	1	1

Лабораторные исследования проводились на стенде, позволяющем имитировать реальную работу сеялки на различных скоростях движения и нормах высева. Полученные экспериментальные данные сравнивались с показателями серийного катушечного желобчатого высевающего аппарата.

Закладка полевых опытов проводилась по общепринятой методике. Определялось влияние равномерности распределения растений вдоль рядка и нормы высева на величину урожайности. Повторность опытов трёхкратная.

Оценка результатов полевых исследований осуществлялась по методике ОСТ 10.5.1-2000 «Машины посевные. Программа и методы испытаний».

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» представлены основные результаты лабораторных и полевых экспериментов, дан их анализ.

При изучении физико-механических параметров у перспективных районированных сортов рапса, уточнены размеры семян, варьирующиеся по длине и ширине в пределах от 1,3 до 2,4 мм. Углы естественного откоса семян для всех сортов рапса находятся в пределах 27 ⁰ с коэффициентом внутреннего трения равным 0,509. Коэффициенты статического трения изменяются от 0,1763 до 0,404, в зависимости от материала. Наименьший коэффициент статического трения получен при контакте с ПВХ.

После реализации в лабораторных условиях ПФЭ 3³ и обработки данных, были получены уравнения регрессии:

равномерности распределения семян вдоль рядка

(15)

высевающей способности высевающего аппарата

; (16)

травмирования семян

(17)

где Н - глубина желобка катушки высевающего аппарата, мм;

S - шаг винтовой линии катушки высевающего аппарата, мм;

n - частота вращения катушки, c^-1.

Проверка регрессионных моделей (15), (16) и (17) на адекватность осуществлялась по критерию Фишера при 5 % - ом уровне значимости. В результате проверки модели признаны адекватными.

Точки экстремумов функций Y, N, T и рациональные значения параметров факторов определяли с помощью анализа двумерных сечений поверхностей отклика (рисунок 5)

Рисунок 5 Двумерное сечение поверхностей отклика: а - равномерности распределения, %; б - высевающей способности, шт/об; в - травмирование семян , n = 0,10 c^-1

Анализ двумерных сечений поверхностей отклика, представленных на рисунке 5, позволяет сделать вывод о том, что наибольшее значение равномерности у катушечного винтового высевающего аппарата Y = 76,8 % достигнуто при глубине желобка Н = 4 мм, шаге винтовой линии S = 8 мм, наименьшее значение равномерности Y = 65,7 % получено при Н = 2 мм, S = 10 мм. При глубине желобка Н = 2 - 4 мм травмирование семян Т менее 1 %, но высевающая способность N ? 833 шт/об ограничивает нижний предел глубины Н > 3 мм и шаг винтовой линии S > 7,5 мм, следовательно рациональными параметрами катушечного винтового высевающего аппарата являются: глубина желобка Н = 4 мм, шаг винтовой линии S = 8 мм при частоте вращения катушки n = 0,07 - 0,13 с^-1. При данных параметрах обеспечивается равномерность распределения Y более 76 %, травмирование семян Т менее 1 % и требуемая норма высева семян.

На рисунках 6 и 7 представлены графики равномерности распределения семян вдоль рядка и травмирования семян серийным катушечным и катушечным винтовым высевающими аппаратами в зависимости от частоты вращения катушки.



Рисунок 6 Равномерность распределения семян вдоль рядка серийным катушечным и катушечным винтовым (S = 8 мм, Н = 4 мм) высевающими аппаратами в зависимости от частоты вращения

Как видно из рисунка 6 у катушечного винтового высевающего аппарата наибольшая равномерность распределения Y = 76,8 % получена при частоте вращения катушки n = 0,10 с^-1, а наименьшая Y = 72,9 % получена при частоте вращения катушки n = 0,13 с^-1. У серийного катушечного высевающего аппарата равномерность распределения Y = 61,8 % получена при частоте вращения катушки n = 0,07 с^-1, а наименьшая Y = 60,0 % получена при частоте вращения катушки n = 0,13 с^-1.

Рисунок 7 Травмирование семян серийным катушечным и катушечным винтовым (S = 8 мм, Н = 4 мм) высевающими аппаратами в зависимости от частоты вращения

Анализ рисунка 7 показывает, что у катушечного винтового высевающего аппарата наименьшее травмирование Т = 0,65 % достигнуто при Н = 4 мм, S = 8 мм, частоте вращения катушки n = 0,07 с^-1, наибольшее значение Т = 0,88 % получено частоте вращения катушки n = 0,10 с^-1. У серийного катушечного высевающего аппарата наибольшее травмирование Т = 6,2 % получено при частоте вращения катушки n = 0,13 с^-1, а наименьшее Т = 5,63 % при частоте вращения катушки n = 0,07 с^-1.

Для сопоставления полученных результатов теоретических и лабораторных экспериментальных исследований рассмотрены зависимости равномерности распределения семян вдоль рядка Y и высевающая способность N винтового высевающего аппарата от глубины желобка.

Рисунок 8 Теоретические и экспериментальные зависимости равномерности распределения семян вдоль рядка от глубины желобка Н, при S =8 мм, n =0,1 с^-1 (коэффициент корреляции r = 0,9)

Рисунок 9 Теоретические и экспериментальные зависимости высевающей способности от глубины желобка Н, при S = 8 мм, n = 0,1 с^-1 (коэффициент корреляции r = 0,93)

Из приведенных графиков, представленных на рисунках 8, 9, видно, что теоретические и экспериментальные кривые подчиняются одной закономерности, несмотря на незначительные расхождения в абсолютных значениях. Расхождения между теоретическими и экспериментальными зависимостями объясняются тем, что при проведении теоретических исследований не учитываются факторы, которые могут оказывать влияние на равномерность и высевающую способность, такие как: различия физико-механических показателей семян одной культуры, неравномерная скорость движения агрегата, вибрации и т.д.

Результаты проведённых исследований позволили выбрать параметры и изготовить экспериментальные образцы катушечных винтовых высевающих аппаратов, для установки на сеялку СЗП- 3,6 (рисунок 10). Производственный опыт закладывался в полевых производственных условиях ОПХ «Боевое» Исилькульского района Омской области в южной лесостепной зоне.

Рисунок 10 Сеялка СЗП-3,6, оборудованная экспериментальными катушечными винтовыми высевающими аппаратами: а) общий вид сеялки; б) катушечный винтовой высевающий аппарат: 1 - сеялка СЗП-3,6; 2 - катушечный винтовой высевающий аппарат; 3 - катушка; 4 - клапан; 5 - муфта; 6 - корпус; 7 - семяпровод; 8 - розетка; 9 - планка

В результате полевых опытов получены данные по равномерности распределения растений вдоль рядка, полевой всхожести, урожайности, количеству растений на 1 м² и весу одного растения, в зависимости от типа высевающего аппарата, таблицы 2,3.

Таблица 2

Равномерность распределения растений рапса вдоль рядка и полевая всхожесть в зависимости от типа высевающего аппарата и нормы высева семян

Тип сеялки	Норма высева млн. шт/га.
	2,0	2,5	3,0
	Равномерность, %	Полевая всхожесть, %	Равномерность, %	Полевая всхожесть, %	Равномерность, %	Полевая всхожесть, %
СЗП - 3,6	51,35	62	52,29	59	52,83	57
Экспериментальная	63,88	70	63,94	68	64,83	65

Использование винтовых катушечных высевающих аппаратов, установленных на сеялке СЗП - 3,6 позволило распределить семена вдоль рядка с равномерностью Y = 65 % для винтового высевающего аппарата и Y = 53 % для серийного катушечного при норме высева 3,0 млн. шт/га. Полевая всхожесть П = 70 % для винтового высевающего аппарата и П = 62 % для серийного катушечного достигнута при норме высеве 2,0 млн. шт/га.



Таблица 3

Урожайность зеленой массы (т/га), количество растений на 1 м², средняя масса одного растения рапса сорта «Юбилейный» (г) в зависимости от типа высевающего аппарата и нормы высева семян

Тип сеялки	Норма высева млн. шт/га.
	2,0	2,5	3,0
	Урожайность, т/га	Количество растений, шт/м2	Масса одного растения, г	Урожайность, т/га	Количество растений, шт/м2	Масса одного растения, г	Урожайность, т/га	Количество растений, шт/м2	Масса одного растения, г
СЗП - 3,6	24,96	213	11,72	28,35	254	11,16	32,20	294	10,95
Экспериментальная	36,80	240	15,33	37,69	293	12,86	39,04	336	11,61

Наибольшая урожайность зеленой массы рапса при использовании катушечных винтовых высевающих аппаратов 39,04 т/га получена при норме высева 3,0 млн. шт/га, при этом количество растений на 1 м² равно 336 шт, а средняя масса одного растения 11,61 г. Наименьшая урожайность 36,8 т/га получена при норме высева 2,0 млн. шт/га, при этом количество растений на 1 м² равно 240 шт, а средняя масса одного растения 15,33 г. Это позволило получить прибавку урожайности зеленой массы в среднем на 9,3 т/га или на 33 % в сравнении с контрольным вариантом (рисунок 11).



Рисунок 11 Урожайность зеленой массы рапса (т/га) сорта «Юбилейный» в зависимости от типа высевающего аппарата и нормы высева семян

В пятой главе «Экономическая эффективность» определена экономическая эффективность применения сеялки СЗП - 3,6, оборудованной экспериментальными катушечными винтовыми высевающими аппаратами. За счет повышения урожайности, в результате равномерного распределения семян по площади питания и более высокой полевой всхожести, получен годовой экономический эффект, который в сравнении с применением СЗП - 3,6 составил - 202095 руб. Срок окупаемости переоборудования сеялки СЗП - 3,6 составляет 0,13 г., т. е. один посевной сезон.



ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате анализа технических решений для посева мелкосеменных культур было установлено, что основными недостатками существующих катушечных высевающих аппаратов являются неравномерность подачи семян (пульсация высева) и их травмирование. Одним из перспективных способов устранения данных недостатков является использование катушечного винтового высевающего аппарата.

2. Получены математические модели определяющие степень влияния конструктивных и технологических факторов катушечного винтового высевающего аппарата, оказывающих воздействие на характер движения семян в высевающей системе, равномерность распределения семян вдоль рядка и высевающей способности.

3. Получены регрессионные модели процесса распределения семян вдоль рядка Y, высевающей способности N и травмирования семян Т, анализ которых показал, что наибольшее влияние на качественные показатели процесса высева оказывают факторы: глубина желобка H, шаг винтовой линии S и частота вращения катушки n. Что подтвердило теоретические предпосылки.

4. Установлены рациональные значения параметров: глубина желобка Н = 4 мм, шаг винтовой линии S = 8 мм, частота вращения катушки n = 0,1 с^-1. При этом достигается максимальное значение показателей равномерности распределения семян вдоль рядка Y = 77 %. Травмирование посевного материала Т менее 1 %.

5. Применение сеялки СЗП-3,6, оборудованной экспериментальными катушечными винтовыми высевающими аппаратами, в сравнении с серийной сеялкой обеспечило равномерность распределения семян вдоль рядка Y = 65 %, серийным катушечным Y = 53 %, при полевой всхожести 65 и 57 % соответственно. Что дало прибавку урожая зеленой массы рапса в среднем на 9,3 т/га (33%).

6. Установлено, что использование сеялки СЗП-3,6, оборудованной экспериментальными катушечными винтовыми высевающими аппаратами, позволило получить экономический эффект 2245,5 руб/га в сравнении с серийной. Годовой экономический эффект на одну машину составил 202095 руб. срок окупаемости 0,13 года.



ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮШИХ РАБОТАХ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Технологическое обоснование комплектования МТА при производстве продукции растениеводства / А.А.Кем, В.Л.Миклашевич, Н.А.Зарипова, Д.Н.Алгазин // Достижения науки и техники АПК. 2009. N 2. С. 59-60.

2. Кем, А.А. Равномерный высев мелкосеменных культур/ А.А.Кем, Д.Н.Алгазин // Сельский механизатор. 2009. №10. С. 12-13.

3. Пат. № 85789 Российская Федерация, МПК А 01 С 7/12. Катушечный винтовой высевающий аппарат /Алгазин Д.Н, Кем А.А.; заявитель и патентообладатель Сиб. науч.исслед. ин-т сел. хоз-ва. № 2009101358/22; заявл. 12.01.2009; опубл. 20.08.2009, Бюл. №23.

Статьи в сборниках научных трудов

4. Алгазин, Д.Н. Взаимодействие семян рапса с поверхностью винтового катушечного высевающего аппарата/Д.Н.Алгазин// Молодые ученые - аграрной науке: материалы междунар. конф. молодых ученых, посвящ. 180 - летию Сибирской аграрной науки, г. Омск, 3 - 4 июля 2008 г. / РАСХН. Сиб. отд-ние, СибНИИСХ. Омск: 2008. С. 10-13.

5. Алгазин, Д.Н. Влияние параметров винтового высевающего аппарата на норму высева семян рапса/ Д.Н.Алгазин// Молодые ученые - аграрной науке: материалы междунар. конф. молодых ученых СО РАСХН, г. Омск, 4-5 июля 2007 г. / РАСХН. Сиб. отд-ние, Сиб- НИИСХ. Омск: ООО ИПЦ "Сфера"", 2007. Вып. 6. С. 243-247.

6. Алгазин, Д.Н. Влияние параметров винтового высевающего аппарата на норму высева семян рапса/ Д.Н.Алгазин// Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых: тр.междунар. науч.практ. конф. молодых учёных СО РАСХН, 17 апреля 2008 г, пос. Краснообск/ РАСХН, Сиб. отд-ние. Новосибирск, 2008. С. 283-284.

Размещено на Allbest.ru