Спецвозможности
Техника и оборудование

Сеялка точного высева: оценка точности посева

24.09.2017
3599
Сеялка точного высева: оценка точности посева фото, иллюстрация

Точность посева занимает главное место при проведении посевных работ прежде всего пропашных культур. Под точностью высева понимают оптимальное расположение семян как по площади, так и по глубине поля.

 

Если равномерную заделку семян выполняют сошниковые и прикатывающие рабочие органы, то за равномерность распределения их вдоль ряда отвечают, прежде всего, высевающий аппарат, семенопровод и направляющие сошники. Результатом совместного их действия является расположение семян в ряду. За точность высева отвечают заложенные в сеялку конструктивные особенности, которые определяют строение их высеивающего аппарата, семяпроводов и направляющих сошников. Важным элементом для эффективной разработки указанных узлов является установление способа оценки точности распределения семян в ряду.

Оценка раббббраьв

В научных работах начала 1960-х годов было предложено оценивать равномерность высева как точность в распределении семян вдоль направления движения. Для этого произвольную длину полосы разделяют на отдельные делители с определенным количеством семян, попавших в них. Отдельно подсчитывают относительное количество семян на участке. Такая методика позволяет количественно оценить точность работы высевающих аппаратов, сравнивать их между собой по этому показателю, однако она несколько громоздкая для оперативной полевой оценки точности высева.

Аналогичный подход к определению точности посева использовали во время исследований в начале 1980-х, где также прибегли к критической оценке возможностей метода с позиций отсутствия предельных значений параметров. Отмечалось, что в полевых условиях целесообразно давать количественную оценку точности посева непосредственно по всходам с последующей статистической обработкой результатов измерений. Указанную методику поддержали экономисты. Для более объективной оценки равномерности распределения семян по полю предложили придерживаться двухмерного закона, который учитывает отклонение не только вдоль движения сеялки точного высева, но и отклонения в поперечном направлении. Безусловно, такая оценка была бы более объективной, но введение двухмерного закона очевидно целесообразно для описания конечного результата распределения высеянных семян по полю, и не является необходимой для оценки работы только высевающего аппарата. В то же время использование такого подхода не воспринимали в условиях производства.

В работах ученых-аграриев Харьковского НТУСГ справедливо было отмечено, что посев семян является, в принципе, случайным процессом, который зависит от многих факторов как внутреннего строения и работы высевающего аппарата, так и от факторов внешнего воздействия условий эксплуатации сеялки точного высева. В целом расстояния между семенами в ряду случайны, их можно охарактеризовать на основе статистических закономерностей распределения этих величин. В результате для описания точности посева выделяются параметры математического ожидания и дисперсии с учетом скорости движения сеялки, временных промежутков между выбрасыванием семян аппаратом, а также отклонения семян от точек выброса. Такой подход заключается в комплексной оценке точности высева. Но установленные функциональные зависимости между параметрами внутренней структуры высевающей системы и исходными параметрами ее работы открывают возможность сравнительной оценки дозирующих систем, отделяющих отдельные семена из общей массы. Количественная характеристика понятия точности высева была предложена в начале 1990-х. Под «точностью» следует понимать такой посев, когда интервалы между семенами распределяются в соответствии с нормальным законом, с параметрами x и 2b. При этом среднее значение интервала должна соответствовать условию x ≥ 6b. Тогда коэффициент вариации не превышает ≤16,7%.

Для оценки работы аппаратов вводят понятие вероятности точности высева, что является вероятностью условий:

— присасывающие отверстия будут заполнены семенами;

— в каждом отверстии будет по одному семени;

— отклонение высевающих семян от рассчитанной точки высева не должно преувеличивать шаг (интервал) высева.

В отдельных исследованиях основное внимание при изучение точности посева уделяют непосредственно расположению семян в борозде как конечному результату. Момент сброса семена дозирующим элементом рассматривают как случайный. Исходя из этого, траекторию движения зерен к поверхности поля также нужно рассматривать как случайные процессы, порождающие отклонения в расположении семян вдоль ряда. В этом случае, как и во многих других исследованиях, в основу оценки точности посева положены числовые статистические характеристики интервального распределения семян. Устанавливаются средние значения интервалов их дисперсии.

Равномерность формирования зернового потока зависит от многих факторов влияния. Прежде всего следует выделить такие важные сотавляющие, как начальная скорость сброса семян и момент времени их отделения от присасывающей ячейки. В свою очередь, эти характеристики определяют как по геометрическим параметрам, так и по форме семян высеваемых культур. То есть в любом случае начальные параметры формирования потока семян имеют случайный характер, а следовательно распределены определенным образом, согласно статистическому законому с его количественными характеристиками.

Важно влияние кинематических режимов дозирования на точность выполнения посева. Зафиксировано, что, кроме указанных факторов влияния на точность высева, важную роль играет раскатка отдельных семян по дну борозды. Зафиксировано, что это стало одной из причин того, что сеялки точного высева не выполняют нормативов точности высева, а для семян кукурузы 90% нормы выполнения точности высева она фактически заключается лишь на треть.

Точность расположения семян вдоль ряда существенно зависит от скорости движения посевного агрегата. При скоростях, превышающих 0,3 м/с, существующие аппараты значительно ухудшают точность дозирования семян и требуют совершенствования конструктивных решений, направленных на снижение степени отказов типа пропусков и двойников.

Ученые Центрально НТУ акцентируют внимание на том, что неоптимальный режим работы высевающего аппарата связан с изменением норм высева семян и скорости аппарата сеялки точного высева. Установили, что при посеве семян сахарной свеклы нормы посева ее меняются от 8 до 25 шт/м и более, в зависимости от качества и всхожести семян, физико-технологических свойств поля и тому подобное. Авторы исследований отмечают, что скорость движения сеялки  точного высева при этом может изменяться от 4,5 до 9 км/ч, а колебания минимальной и максимальной скорости диска происходит в пределах 0,188...0,751 м/с, что может влиять на качественные показатели высева семян.

В то же время во многих литературных источниках содержатся подтверждение, что оптимальными скоростями для нормальной работы высеивающих аппарата является скорость диска в пределах 0,24...0,36 м/с. Для обеспечения оптимальных режимов работы аппарата ученые разработали номограму, которая позволяет легко подобрать по заданной норме высева Q, шт/м посевные диски и скорость движения сеялки. Были рассмотрены посевные диски соответственно с 30-ю и 47-ю ячейками. Такая номограмма позволила выбрать рациональную скорость сеялки (в пределах от 3 до 9 км/ч) в зависимости от нормы высева и принятого диска. Указанные рекомендации позволили повысить агротехнически допустимую скорость агрегата, повысить ее производительность и обеспечить точность посева.

Результат высева расположения растений вдоль ряда зависит от многих факторов, его предлагают оценивать коэффициентом вариации. 

Очевидно этот безразмерный показатель, учитывающий как среднее значение величины, так и среднее ее отклонение, наиболее объективно оценивает точность выполнения процесса и может быть применен для сравнительной оценки работы аппаратов. Однако было доказано, что величина коэффициента вариации зависит от зачетной длины поля, где проводят исследование. Это создает дополнительные условия для проведения опытов и снижает обобщенность использования этого параметра для оценки качества посева. Точность посева можно оценить величиной отклонения положения семян от теоретически предсказанных. Такие отклонения, как правило, обозначают в процентах и ​​сравнивают с допустимым для той или иной культуры.

Влияние точности посева на урожайность установленную на примере сахарной свеклы. Так, согласно данным многих исследований, увеличение коэффициента вариации в пять раз (от 0,25 до 1,25) приводит к уменьшению урожайности на 160 ц/га. В то же время установлено, что основной причиной недостаточной точности высева является работа высевающего аппарата, при формировании потока зерен дает пропуски и двойники. Таким образом улучшение качества выполнения посева прежде всего связано с совершенствованием самого высевающего аппарата как дозирующей технической системы, выполняющей основную операцию отделения семян от общей массы и формирования из них регулярного непрерывного потока.

Влияние скорости движения сеялки на качество (точность) выполнение посева изучали всесторонне в исследованиях отечественных и ученые ближнего зарубежья. Можно считать установленным фактором, что с увеличением скорости при 2 м/с точность выполнения посева существенно снижается. Устранение указанной закономерности возможно за счет совершенствования системы дозирования высевающего аппарата. Особенно это важно для современных условий ведения земледелия, когда прослеживается общая тенденция увеличения производительности ведения работ и сокращение сроков их выполнения.

Для повышения точности дозирования предлагают ввести дополнительную операцию предварительной ориентации семян перед захватом их ячейкой. Оценку осуществляют с среднеарифметическим значением интервалов между семенами, среднеквадратичным отклонением интервалов от среднего значения и по коэффициенту вариации. Очевидно, такой подход наиболее восприимчив для оценки точности высева. Несмотря на то, что он более громоздкий для измерения, но его использование целесообразно при проведении научных исследований и сравнении работы различных аппаратов (особенно при посеве семян различных культур).

О.Бан­ний, канд. техн. на­ук,

А.Но­виць­кий, до­цент,

С.Ка­ра­би­нь­ош, до­цент,

Ю.Но­виць­кий, сту­дент,

НУБиП Ук­раины

Информация для цитирования
Оцінка точ­ності висіву/ О.Бан­ний, А.Но­виць­кий, С.Ка­ра­би­нь­ош, Ю.Но­виць­кий // Пропозиція/ — 2017. — № 5. — С. 64-66

Интервью
Богдан Шаповал, директор UFEB
Кто из сельхозпроизводителей (даже небольших по объемам производства) не мечтает экспортировать продукцию и получать за нее твердую валюту? Посоветовать кому стоит начинать экспортно-ориентированную
Владимир Яковчук, генеральный директор Евралис Семенс Украина
Генеральный директор ООО «Евралис Семенс Украина» Владимир Яковчук рассказывает о новинках французского семенного бренда в сезоне-2017 и "закулисной" жизни компании.    

1
0