Совершенствование процесса высева семян сахарной свеклы ячеисто-дисковым аппаратом

Актуальность работы. Сахарная свекла является единственной технической культурой в Российской Федерации, из которой вырабатывается сахар. Для достижения экономической самостоятельности в обеспечении населения этим ценнейшим продуктом питания страна должна выращивать ежегодно 55 — 60 млн. т сахарной свеклы и производить 7- 8 млн. т сахара. Однако в последние годы производство сахарной свеклы и сахара сократилось. Важнейшей причиной сокращения производства является сравнительно большая трудоемкость возделывания этой культуры, сложность технологии, которая на фоне общего экономического спада порождает новые трудности. В этих условиях приобретают особую актуальность вопросы обоснования рациональных агротехнических приемов возделывания культуры, технологических параметров посева, совершенствования конструкций сеялок и в частности — их высевающих аппаратов, прогнозирование урожайности на стадии формирования густоты насаждения, что позволит более аргументировано и рационально выбрать необходимую густоту и точность размещения семян, оценить влияние качества посевного материала на главный критерий — урожайность.

Повышение точности пунктирного высева ячеисто-дисковым аппаратом может быть осуществлено применением скоростного дозирования семян на основе конструктивной доработки аппарата, использующей явление образования организованных рядов семян перед входами в ячейки. Этому же способствует и обоснование размеров высевного окна применительно к той или иной фракции посевного материала.

Прогнозирование урожайности по отношению к максимально возможному уровню при идеальном размещении растений возможно при использовании вероятностных методов анализа распределения семян и растений, а также теоретической зависимости продуктивности отдельного растения от условий его размещения в рядке среди двух соседних. Для этого необходима разработка математической модели накопления продуктивной массы растения и алгоритма расчета урожайности на ЭВМ.

Работа выполнена на кафедре сельхозмашин Воронежского ГАУ им. К. Д. Глинки. В соответствии с планом НИР кафедры она выполнена по комплексной теме 19.1 «Разработка ресурсосберегающей технологии возделывания сельскохозяйственных культур и технических средств для ее реализации».

Цель исследования. Повышение равномерности распределения семян за счет совершенствования конструкции ячеисто-дискового высевающего аппарата и уточнение методики оценки качества распределения семян и растений по критерию урожайности корнеплодов.

Объект исследования. Ячеисто-дисковый высевающий аппарат свекловичных сеялок типа ССТ -12 и статистические ряды распределения семян и растений.

Методика исследований. Тензометрирование выходных потоков семян на стендовых испытаниях высевающих аппаратов с последующей компьютерной обработкой результатов наблюдений в системе МаШсаё. Составление статистических рядов распределения семян и всходов по результатам работы сопоставляемых высевающих аппаратов в полевых условиях. Анализ числовых характеристик и законов плотности распределения случайной величины — интервала между семенами или растениями, их влияния на урожайность корнеплодов.

Научная новизна. Разработана конструкция высевающего аппарата, позволяющая формировать организованный ряд семян перед входом в ячейки высевающего элемента. Установлена взаимосвязь длины выходного окна и разброса размеров семян внутри фракции калибровки с числовыми характеристиками потока на выходе из аппарата. Уточнена методика прогнозирования урожайности корнеплодов на основе аппроксимации размещения растений гамма-распределением случайной величины, разработана математическая модель и алгоритм расчета.

Практическая значимость. Предложенная конструкция высевающего аппарата обеспечивает снижение коэффициента вариации потоков дражиро-ванных и недражированных семян на 20 — 30% (патент РФ № 2 108 703), что повышает урожайность корнеплодов с экономическим эффектом 757 тыс. руб. за восьмилетний срок эксплуатации сеялки.

Математическая модель и алгоритм расчета относительной урожайности позволяют определить этот показатель на стадии посева, что дает основание аргументировано корректировать технологические параметры посевной операции. Разработана таблица и карта линий уровня относительной урожайности кондиционных корнеплодов в зависимости от густоты насаждения (4 -10 шт./м) и коэффициента вариации интервалов по всходам (20 — 100%).

Апробация работы. Основные материалы работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Воронежского госагроуниверситета в 1997;1999 гг., на международной конференции молодых ученых (г. Воронеж, ВГАУ) в 1999 г., на НТС Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Воронежской области в 1999 г.

Публикации. По результатам исследований автором опубликовано 10 статей общим объемом 2,3 печатных листа, получено одно авторское свидетельство и один патент.

На защиту выносятся следующие вопросы:

• обоснование применения организованного ряда семян перед входом в ячейки высевающего элемента;

• установление взаимосвязи шага ячеек, длины выходного окна и разброса размеров семян внутри фракции калибровки с числовыми характери" уточнение методики прогнозирования урожайности корнеплодов на основе аппроксимации размещения растений гамма-распределением случайной величины, разработка математической модели и алгоритма расчета.

• уточнение методики прогнозирования урожайности корнеплодов на основе аппроксимации размещения растений гамма-распределением случайной величины, разработка математической модели и алгоритма расчета.