Спецвозможности
Технологии

Способ оценки точности посева зерновых сельскохозяйственных культур

15.08.2018
2160
Способ оценки точности посева зерновых сельскохозяйственных культур  фото, иллюстрация

 

 

 

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

 

 

 

 

Если равномерный задел посева семян выполняют сошниковые и прикатывающие рабочие органы, то за равномерность распределения их вдоль строки отвечают прежде всего высеивающий аппарат, семяпровод и направляющие сошники. Результатом их совместного действия является расположение посева семян в ряду. За точность высева отвепчают 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.

В научных работах начала 1960-х годов было предложено оценивать равномерность высева как точность в распределении посева семян вдоль направления движения. Для этого произвольную длину полосы разделяют на отдельные разделители с определенным количеством семян, попавших в них. Отдельно подсчитывают относительное количество посева 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 и в начале 1980-х, где также прибегли к критической оценки возможностей метода с позиций отсутствия предельных значений параметров. Так, 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 посева семян полем предложили придерживаться двухмерного закона, который учитывает отклонение не только вдоль движения сеялки, 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 полем, и не является необходимым для оценки работы только высевающего аппарата. В то же время использование такого подхода не воспринимали в условиях производства.

В работах ученых-аграриев Харьковского НТУСХ справедливо было отмечено, что способы посева семян есть, 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. В целом расстояния между семенами в ряду случайны, их можно охарактеризовать на основе статистических закономерностей распределения этих величин. В результате для описания точности высева учитываются 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 выходными 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 «точным» следует понимать понимать такой посев, когда интервалы между семенами распределяются в соответствии с нормальным законом, с параметрами x и 2b. При этом среднее значение интервала должно 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 высевающего семена от рассчитанной точки высева не должно преувеличивать шаг (интервал) высева.

В отдельных исследованиях основное внимание при изучении точности посева уделяют непосредственно расположению семян в борозде в качестве конечного результата. Момент сброса семян 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 высева 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 составные, как начальная скорость сброса семена и момент времени ее отделения от привсасывающей ячейки. В свою очередь, эти характеристики определяют как геометрическими параметрами, так и по форме семян культур, высеваемых. То есть в любом случае начальные параметры формирования потока посева семян имеют случайный характер, а следовательно распределены определенным образом, согласно статистическим законом с его количественными характеристиками.

Важным есть  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. Зафиксировали, что это стало одной из причин того, что сеялки точного высева не выполняют нормативов точности высева, а для семян кукурузы при норме  90% выполнения точности высева она фактически заключается лишь на треть.

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

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 исследования. Это создает дополнительные условия для проведения опытов и снижает обобщенность использования этого параметра для оценки качества посева. Точность высева можно оценить величиной отклонения положения семена от теоретически предсказанного. Так, отклонения, как правило, обозначают в процентах и ​​сравнивают с допустимым для той или иной культуры.

Влияние точности высева на урожайность установлено 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 формирование из них регулярного непрерывного потока.

Влияние скорости движения сеялки на качество (точность) выполнения посева изучали всесторонне в исследованиях отечественные ученые  и ученые ближнего зарубежья. Можно считать установленным фактором, что с увеличением скорости по 2м / 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 посева семян различных культур).

В то же время во многих литературных источниках содержатся подтверждения, что оптимальными скоростями для нормальной работы высеивающих аппарата является скорости 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 / пог. м посевные диски и скорость движения сеялки. Были рассмотрены посевные диски соответствии 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 агротехнических допустимую скорость агрегата, повысить его производительность и обеспечить точность посева.

 

 

 

 

О.Банний, канд. техн. наук,  А.Новицкий, доцент,  С.Карабинеш, доцент,  Ю.Новицкий, студент, НУБИП Украины, журнал «Пропозиция», №5, 2017 р.

Интервью
    Новые «Правила использования воздушного пространства Украины» вызвали немало вопросов и нареканий со стороны пользователей дронов. Мы пообщались с руководителем компании Drone.ua Валерием Яковенко, чтобы узнать, какие же последствия... Подробнее
Геннадий Юдин, вице-президент ВОО "Украинская ореховая Ассоциация"
Ореховодство в последнее время уже успело стать одной из самых скандальных отраслей аграрного производства. После всем известной огласки из «ореховой мафией» интерес к саженцам и закладке ореховых

1
0