Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение посевных качеств семян сельскохозяйственных культур с помощью диэлектрических сепарирующих устройств

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Повышение посевных качеств семян сельскохозяйственных культур с помощью диэлектрических сепарирующих устройств"

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА «ЗНАК ПОЧЕТА» СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЗАОЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

** На правах рукописи

БОГДАНОВ Игорь Анатольевич

УДК 631.53.01

ПОВЫШЕНИЕ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С ПОМОЩЬЮ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕПАРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

БАЛАШИХА 1991

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров сельскохозяйственного производства имени В. П. Горячкина.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук М. В. Архипов, кандидат биологических наук Д. X. Кадырова.

Ведущее предприятие — Институт биологии Коми Научного центра АН СССР.

Защита состоится « »........1991 г. в 14 часов на заседании специализированного совета К 120.30.02 при Всесоюзном ордена «Знак Почета» сельскохозяйственном институте заочного образования.

143900, Балашиха-8, Московской области, ВСХИЗО, тел. 521-52-11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного сельскохозяйственного института заочного образования.

Автореферат разослан « »........1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета —

Л. Л. Носова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРНОЕ 1КА РАБОТЫ Актуальность

Одним из направлений решения продовольственной проблемы является использование высококачественного посевного материала. Семена с высокими посевными качествами давт сильные всхода, устойчивые к неблагоприятным условия?.! среда и конкурентоспособные по отношении к сорняхш, что в конечном итоге приводит к формированию равномерного стеблестоя, не требумщего пересева; С внедрением гтдустриатышх технологий качество семян приобретает еще большее значение, поэтому подготовка семян к посеву, особенно с применением технических средств, оказывается актуальной проблемой. Одним из направлений в созданшз. этих средств является разработка перспективных электросапарирувдих. устройств» осуществляемая в Отраслевой научно-исследовательской лаборатория а 7 Московского института инкенеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина-по Проблеме 0.51.21 ГКНТ СССР "Разработать каше методы а технические средства электра^шмиш. сельского хозяйства".

Цель и задачи исследований

Цель» работы было исследование особенностей применения диэлектрических сепараторов для повышения посевных качеств семян сельскохозяйственных культур.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следущих задач:

- изучение особенностей яиэле:<трическоЛ сепарации семян различных морфологических типов;

- оптимизация режимов сортировки огологшых се:.:ян хлопчатника с помощью симплекс-метода и очистки сешн люцернн от каран-

- Я *

тайного сорняка повилики}

- исследование влияния ёлектрического поля большод напряженности на посевные качества семян;

- изучение посевгшх и продуктивных качеств спектра фракций семян горца Вейркха, полученных при электросепарации на различных рабочих режимах;

- проведение детального анализа технологии сортировки, семян хлопчатника на промышленных диэлектрических калибровочно-сортц-ровальных машинах)

- анатомо-морфологический и анатомо-биефизнчвский анализ семян с целью изучения физических основ злектросепарацни; •

- термометрический анализ рентгенограмм семян*

Научная новизна и практическая значимость

В ходе теоретическими экспериментальных исследований разработаны новые методические подходы к анализу посевных качеств семян на основе использования количественных ыорфофизнологичес-ких признаков седщн и растений на ранних ¡этапах их развития* Разработанный способ оценки посевных.качеств семян ориентирован на применение персональных ЭВМ в позволяет получить максимум полезной информации при компромиссных трудозатратах *

Построена вероятностная модель и разработана логическая структура процесса сепарация семян( что позволяет проводить анализ надетоеги работы любых сортировальных устройств. Алгоритм анализа и вероятностной паспортизации семян реализован на ЗИЛ.

Разработаны подхода к оценке еффвкиивности сортирования шгоговидовой смеси семян с точки зрения теории биологических систем1 к оценке надежности процесса сепарации - с точки зрения

- з -

математической логики и теории вероятности. Разработан плал /лорфофизпологической оценки посевных качеств семян, ориентированный на применение персональных ЭКД. Разработан способ оценка качества сети на основе морфометраческого анализа рентгенограмм, признанный изобретением положительным решение;-! ЩШГПЭ о выдача авторского свидетельства.

Рекомендации по использовании результатов диссертационного исследование

Бо избежание отрицательного влияния электрического поля на семена при электросепарации, максимальная рабочая напряженность э активной зоне рабочего органа сепаратора не должна превышать 5,,,6 кВ/с?и, Анализ посевных качеств семян дает объективные результаты при посеве семян не ранее, чем через 10 дней после ;электросепарацш1.

Электросепарация семян рекомендуется при работе с интроду-центаш, Тая» при сортировке семян горца Вэйряха на барабанном диэлектрическом сепараторе достигается повышение лабораторной всхожести на 27 а полевоЗ - на 23 Во избежание загущен* ностн посевов рекомендуется 3.,. .4-кратное снпленке нормы высева.

При очистке ,семян люцерны от повилики на диэлзктркчеоком фрикционном сепараторе рекомендуется проводить тщательный подбор реанлов,, что позволяет решить технологачсскуя задачу при попадании в отход не более 2 % ,семян основной кулэтурн.

Предпосевная сортировка оголенных семян хлопчатника на диэлектрической калибровочно-сортировальной машина при оптимальных режиах позволяет достигнуть в производственных условиях трехкратного сникшие нормы высева и повышения урояайюсти в среднем более чегл на 3 ц/га, что дает экономическую эфЬ-гктявность

- 4 -

около 120 рублей о I га посевной площади.

Апробация результатов исследований я сведения о публикации, ■

Основные разработки и результата, изложенные,в диссертации, обсуждались на Студенческой научной конференции 1979 года в TGXA, на Пятой Всесоюзной школе до теоретической биологии в 197S году в г» Пркозерске, на Научной конференции 1980 года в ШИСП, на .Всесоюзном симпозиуме по- физиологии и биофизике семян в I9S8 году в г. Душанбе. Основные результаты исследований опубликованы -- в 8 работах. Получено поло:-штельное решение ВЭДШГЛЭ о выдаче авторского свидетельства.

рбъем диссертации

Диссертация изложена на 202 страницах. Она состоит из введения, 5 глав, заключения и выводов, списка литературы, включающего 180 наименований, в том' числе 18 иностранных источников, приложений. В диссертации содержится 20 таблиц, 20 рисунков, 5 приложений на 31 странице.

СОДЕЕШШ РАБОТЫ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СВДН

В главе описана методы изучения семян, разработанные автором.

Анатомо-мор'зодогичоокцй анализ проводился с целью изучения внутрешшх структур семени. На примере сеглян кукурузы анализ проводился по следующим параметрам: длина, ширина, площадь и параметр шлифа семени, а такие отдельно - те se признаки у зародыша семени. У мучнистого и роговидного эндосперма, имеющих сложную неправильную форму, есть сшсл измерять лить площадь и

перлкетр поперечного сечения. Чтобы облегчить проведение измерений, аз фотоотпечатка с изображением шлифа вырезают фрагменты с изображением зародыша, мучнистого и роговидного эндосперма. Измерения проводят на телевизионном анализаторе, позволяющем измерять длину, ширину, площадь и периметр изображения.

Математическая обработка результатов измерений сводится к расчету для нат-сдого семени и зародыш следующих показателей: . . удлиненности х/у ж коэффициента сложности формы ргАт£ где ос - длина,' \-У - ширина, р - периметр, ,9 - площадь изображения.

Семена, подготовленные для изучения по этой .методике, в дальнейпем после фотосъемки могут быть использованы для биофизических исследований.

Методика измерения электрического сопротивления семян на илисвах достаточно проста в реализации и дает ценную информации э порядке величин электрического сопротивления различных тканей се?,1.55, что в сочетании с результатам! аяатомо-моррологяческого анализа позволяет вншшуть в физику процесса элактросепарацип.

В р.аду быстрых неразрушащах методов оценки качества семян большое значение имеет рентгеноскопический анализ.

Использование специализированных ЗБМ для мор^ометрачесг^ого анализа рентгенограмм позволяет автоматизировать этот процесс. Семена в большинстве случаев не являются сложными объектами^ но для их анализа необходимо выбирать биологически осмысленные параметры, достаточно хорошо отражающие утилитарное качество данных семян. При аппаратурной реализации разработанного способа анализа качества семян по выполненности и травмироваиности наиболее пригоден параметр сло:шостп форма р~ /, описанный выше. .

В основу методики морфологического анализа.. 10-дневных про-

- Б -

ростков заложены следующие.принципы, отличающие ее от традиционного определения'аира роста; в сосуд висаваотся семена полного набора вариантов; ежедневное индивидуальное наблюдение за появлением всходов; индивидуальный биометрический анализ проростков. Эти принципы вынесены из критического обзора преш^ущестьенно -стандартизированных методик определения посевных качеств семян, основным недостатком которых является статистическая расточительность. Наша методика предназначена для индивидуального анализа посевных качеств семян, поэтому с каздого проростка снимается вся технологически доступная информация. Семена полного набора вариантов высеваются в сосуд с прокаленным кварцевым песком по схеме со случайный размещением вариантов на координатной сетке. Координаты каздого посеянного семени регистрируются в протоколе эксперимента; в сосуде для координатной.привязки выставляются маркеры. Появление всходов регистрируется ежедневно до окончания эксперимента. По окончании эксперимента проводится биометрический аналиа проростков по заранее оговоренной схема.

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЬтЩТОВ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

В главе рассматриваются методологические подхода к оптимизации режимов,, к оценке эффективности и надежности процесса сепарации семян, к применению персональных ЗШ для анализа посевных качеств семян.

Применение римшгекр-^тода для подбора т>ея;имов сепарация се;ущя предпочтительно с точки зрения эффективности, соотношения полезной информации и трудозатрат. В наших экспериментах симплекс-метод использовался при подборе оптимального регаша очистки' семян люцерны от повилики, т.е. на достижение миниыадь-.ного отхода основной культуры при полной очистке от семян каран-

тинного сорняка» а такяо при определении оптимального сочетания кратности сепарации и напряжения питания рабочего органа электросепаратора для сортировки семян хлопчатника.

Для анализа эффективности сепарации многовидовой смеси семян с точки зуенщ теории биологических систем наиболее удобно, хотя и трудоемко, исследовать видовую структуру сызси. т„а» на-, бор видов, слагающих ее, и относительные численности особей, представляющих каждый вид. При исследовании видовой структура -строятся ранговые распределения видов по их численности, нодсчз-тывазэтся количества инверсий, возникающих в исследуемой скоса после технологического воздействия, рассчитываются статистические и информационные параметра ранговых распределений» Сопоставляя морфологические, размерные, весовые характеристики семян и конструктивные особенности сепаратора с результатами исследования, можно сделать заключения о подверженности соответствующих структур семенной смеси технологическим воздействиям и о границах этих проявлении.

Работа электрических сепарирующих устройств сопрдаена с балансом электрических и механических составляющих сил, действуть щих на семена, вокруг состояния неустойчивого равновесия, В связи с этим для изучения надежности процесса сепарации построена ' вероятностная модель и логическая структура процесса сепарации. Разработанный способ предназначен для получения технологичосяого .прогноза попадания семян б определенные фракции.

Технологическая схема сепарации семян на диэлектрической калибровочно-сортировальной кашше / ДКСМ / клест следующую вероятностную модель: *

р/^ Р2+ Р/Л'-/-Р3 РУ Р'> ■+ -

Вероятность попадания в т -фракцию при к -прогоне: Ртк = Р1КЧ ■ Ргг,

Вероятность попадания в т -фракцию при К прогонах, т.е. при сепарации с кратностью к ■» :

Р= Р-1 * , если т =1 /посевная фракция/,

Р-- рт • 2 , если =2,3,4 /фракции отхода/

Логическая структура процесса сепарации семян на ДКС1Д на примере анализа эффекта заклинивания задается двумя логическими уравнениями.

Если семя может пройти в межэлектродный зазор, т.е. то все случаи непопадания этого семени во фракцию 4 следует считать ложными событиями, т.е.:

/V / & // &-Ш где' I 1 Ц , /// , IV - факты попадания семян во фракции I, 2, 3 и 4 соответственно}

Если же семя не может пройти в межалектродный зазор, т.е. р~ О , то при отсутствии напряжения питания рабочего органа истинным событием является только факт попадания во фракцшр I:'

¿у е <1 а а ь

Таким образом, вероятностной оценкой надежности сепарации в случае попадания семян по фракцию 4 будет: Р4 к - Р4 • Р/ , а в случае непопадания - Р^к- Р/ .

Дли реализации технологического прогноза в соответствШ! с вероятностной моделью необходимо на основе экспериментальных данных провести вероятностную паспортизацию каждого из семян исследуемо;*! выборки по формуле: Рт = Н/п /А/ * где У7щ ~ количество попаданий данного семени в т -фракцию, а IV- общее число бросаний данного семени.

Результаты эксперимента обрабатываются по программе пРКСН*\ составленной автором да ЭВМ "Искра-226".

Применение персональных ЭВМ в исследованиях, связанных с анализом качества семзд открывает много возможностей в превращении биологии из описательной в точную науку. Специфическим требованием является применение в эксперименте биологически осмыс- - . ленных параметров, легко поддающихся формализации, позволяющих' получить максимум полезной информации при компромиссных трудозатратах. Кат разработаны унифицированные методики дач анализа качества семян и составлена диалоговая программа для ЭВМ "Искра-226", позволяющая вводить данные непосредственно в оперативную память ЗБ-У, минуя бумажный носитель; организовывать взаимодействие частей матрицы исходных данных, полученных на различных стадиях эксперимента; проводить математическую, логическую и статистическую обработку полученных результатов; выводить на печать результаты эксперимента и исходные данные.

План эксперимента содержи следующие этапы:

- поштучное взвешивание семян;

- рентгеноскопия семян;

- морфометркческйи анализ рентгенограмм семян;

- посев семян,: представляющих полный набор вариантов,в один сосуд при соблюдони;! случайного размещения семян;

- ежедневная регистрация появления всходов;

- биометрический анализ Ю-даовпых проростков;

- обработка результатов на ЗЗМ.

.¿¿(СДШиЛаНШ ,

Глава посвяаена экспериментальному развитии теоретических основ электросспарацни , оптимизации режимов очистки :: сортп-

- 10. - -

ровкк семян и вероятностной оценке надежности процесса электросепарации.

В качестве объекта для анатомо-мораологического и ана-томо-би&Тлзического изучения семян была взята ' кукуруза Zea YY)¿iys , характеризующаяся исключительно большим полиморфизмом зерновок.

Задачи исследования : паспортизировать семена по массе, плотности, силе электрического притяжения к поверхности рабочего органа при различных напряжениях, подаваемых на электрода ; определить соотношение внутренних структур и тканей семени; замерить их электропроводность; изучить корреляциШ-иые связи мезду физико-механическими , морфологическими признаками и свойствами семян а степенью их поляризации и дритякёйия ж поверхности электродов.

- Сила электрического притяжения зерновок измерялась ка г ''. специальном стенде, разработанном в ЬШСП. Ускорение отрыва рассчитывалось по формуле : а = (fbsi -г тф/т

Б ходе исследований получена следующие результаты■:

- крупные зерновки с большой массой - сшае 300 мг отделяются в тяжелую фракцию;

- зерновки о плотностью'вше 1.35 г/куб.см, отделяются в тяжелую фракцию;

- форма зерновок оказывает влияние на силу нритяканпя их к поверхности электродов : плоские зерновки притягиваются, а округлые отделяются и попадают в тяжелую фракцию ;

- относительны!; размер и форма сечения зародыша отрицательно коррелирует с силой электрического притязания - зер-

новки с более крупными и расчлененными зародышами / более 1/3 площади общего сечения зерновки / меньше притягиваются к электродам и отделяются в тяжелую 'фракцию. У зерновок в этой фракции сечение зародыша на 20% больше, чем в легкой фракции;

- зерновки являются сложными диэлектриками, т.к. их структуры и ткани характеризуются разноЯ проводимостью - зародил имеет самое высокое сопротивление - 180 мегОм, околоплодник, роговидный и мучнистый эндосперм - 10..»12 мегОм.

Подбор рзагшоз /оптимизация/ сортировки семян с целью поведения посевных качеств имеет свои особенности в зависимости от применяемого типа сортировального устройства.' В катщом случае приходится иметь дело с набором оперативно регулируемых параметров, определенных конструкцией конкретного устройства.

В распоряжение потребителя обычно предоставляются такие режимы, как напряжение питания рабочего органа и кратность сепарации. Напряженке питания - основной регулировочный пара-мэтр , позволяющий точно настроить сепаратор для достижения необходимого результата в каздом конкретном случае. Кратность сепарации влияет в основном на надежность я качество / в вероятностном смысле/ процесса сепарации.

Целью дашого эксперимента был подбор оптимального сочетания кратности сепарации и напряжения питания рабочего органа диэлектрической калдбровочно-сортировальной машины /дКСМ/ при сортировке оголенных семян хлопчатника. В качества целевой функции была взята всхожесть, как основной параметр оценки качества семян на хлопкоочистительных заводах.

Результаты эксперимента показывают, • что зона оптваалышх ре;.жов локализована в окрестностях кратности сепарации от 2 до 4 при напряжении 2 кВ и колрлт.ешш от 2 до 2.5 кВ при кратное-

ти 3. Наиболее целесообразной признана кратность 3, рекомендуемое напряжение питания рабочего органа - 2...2.5 кВ. Следует отметить, что рекомендуемые режимы достаточно экономичны с точки зрения попадания семян в отход - его доля на превышает 17%. Полученные оптимальные параметры заложены в конструкцию трехбарабанной диэлектрической калибровочно- сортировальной машины ДКСМ-3-2. . . _

Подбор реяимов очистки семян люцерны от повилики на диэлектрическом фрикционном оепараторе СДФ бил проведен с помогцва симплекс-метода по двум : технологически;,! параметра : угол •■но^ перечного наклона полотка и напряжение патавдя рабочего 'ФфШГй.

Целью проведенного эксперимента бил подбор оптимального режима сортировки, обеспечивающего полную очиотку •Ъшян'лщврны от повилики при минимальном попадании . в отход-семян основной культуры. Отсутствие седан повилика в посевной фракции "было .принято в качестве строгого ограничения.

Для эксперимента " были взяты семена люцерны посевной селекционной группы синегибридная сорта Славянская урохая 1980 года массовой репродукции, полученные из специализированного семеноводческого хозяйства "Заречный". ■' Георгиевского района Ставропольского края, Семена подвергалась очистке на семеочистигеяьных маданах "Неткус" и АСМ-4.5 , однако отделить семена повилики не удалось. Исходный образец семян люцерш был засорен.семена-т 16 видов сорных растений.

При сепарации семян, были получены Б фракций. Дяана сшшоко »-процедуры составила 5 шагов. Оптимальными были .признаны следу-, ющие ре;шмы : напряжение питания рабочего органа - 6.5 кВ, угол поперечного наклона полотна - 14°.

Чистота посевных семян поднялась на-4$. Анализ видового

состава полученных фракций семян показывает, что посевные семена удалось попутно очистить .кроме повилики, еще от 6 видов сорняков-. Диэлектрический фрикционный сепаратор незаменим для высокоэффективной подработки отходозых шракцил с семеочистл-темБНЕЬс 'линий, содержащих большое количество семян основной •культуры,

' Цёльн описываемого нияе эксперимента был анализ наденно-" сти процесса сортировки семян хлопчатника на диэлектричес- • кой калибровочно-сортировальной машине типа ДКСМ. Конструктивной особенностью этого типа устройств является комбинированная функция рабочего органа, имеющего архитектуру "беличьей клетки" : электроды работают , создавая электрическую " силу, притягивающую . семена, а межэлектродные зазоры - как решето с длинными отверстиями шириной порядка 4 мм. При достоинства, заключающемся в универсальности "беличьей клетки" , этой конструкции свойственен недостаток - семена с наименьшим размером /толщиной/ равным или незначительно превышающим величину мезэдектродного зазора, заклиниваются между электродама и попадает не в свою фракцию. Конечно ае, этот недостаток не следует считать роковым, поскольку эту фракцию моано подработать на другом устройстве, не дающем подобного побочного эффекта.

Для эксперимента были взяты оголенные семена хлопчатника.

Анализ результатов показал, что заклинивании на подопытном устройстве подвержены 46.3 % семян. Вероятность попадания семян в тякелую /посевную/ фракцию при 3-кратном прогоне - 91 %, в мелкую фракцию - 3 %. Вероятность заклинивания семян на данном устройстве составляет 6 %. Следует такке отметить, что

увеличение кратности прогона семян через сепаратор почти не влияет на вероятность попадания мелких семян в мелкую фракцию отхода» Но при этом семена, подверженные заклиниванию, постепенно перекачиваются в легкие фракции отхода, поэтому для утилизации сешш этих фракций на нузды маслобо]Ьюй промышленности или на шурак, целесообразно провести подработку с целью отбора хороших посевных семян.

ЛАБОРАТОРНЫЕ Э1£11ЕРХ,ШТЫ И ПОЛЕВЫЕ ОПЫТЫ

В главе рассмотрены вопросы, касающиеся влияния сильных электрических полей на семена, а такяе конкретные технологии электросепарации мелких семян горца Вейриха м крупных - хлопчатника.

Изучение влияния электрического поля на семена проводилось • по двум направлениям: влияние электрического поля рабочей и повышенной напряженности на посевные качества семян; и влияние электрического поля рабочей напряженности - з зависимости от времени ыезду сепарацией и посевом. Эксперименты проводились с семенами хлопчатника на машине гняаДКСМ. Выбор для изучения именно семян хлопчатника обусловлен темр что из-за довольно большого веса семян их элвктросепарация ведется в наиболее гест-ком репиме.

Оценка влияния электрического поля проводилась по всхожести семян и монологическим параметрам 10-дневных проростков.

Анализ результатов экспериментов показал, что под воздействием электрического поля в рост'трогаются относительно мелкие семена, дающие в дальнейшем проростки, несколько отстающие в развитии. Однако при сильном повышении наполнения питания рабочего органа наблюдается сниг.оние ростовой активности под или-

- 15 "I

янием сильного электрического поля. Из этого следует, что напряженность электрического поля при алектросепаращш не должна превышать 5...6 кВ/см.

ЭсМ'бнт -влияния электрического поля рабочел напряженности ■на семена е зависимости от сроков сева неустойчив по силе и ййпраьлению, что особенно заметно на всхоаести при посеве в перше '10 'Дней после воздействия электрического поля. Затем» начиная1 со второй недели после воздействия, положительный эффект влияния электрического поля на всхоиасть стабилизируется за счет прорастания легких семян» Положительное влияние электрического поля на морфологические параметры проростков наиболее выражено при ранних сроках сева.

Сортировка семян горна Вейриха проводилась на барабанном диэлейрическом сепараторе СДЛ - I, разработанном для сортировки преимущественно мелких семян.

■ Цель проведенной работы - выявить возможности применения диэлектрического сепаратора для очистки, сортировки и отбора семян с высокими посевными качествами, способных в парный год жизни растений горда Вейршса дать дружшз всходы как по времени прорастания, так и по ритму развития.

В результате исследований установлено, что с помощью диэлектрического сепаратора мотано осуществлять очистку семян горца Зейрнха от отходов, примесей, невыполненных, слаборазвитых, трав-лированных а физиологически незрелых семян, что улучшает посевные качества семян основной партии. Энергия' прорастания повысилась на 30 %, всхожесть - на 27 %, а динамика прорастания - на 21 %; вес 1000 семян увеличился до 4,27 г /в контроле - 3,08 х/.

Из отсепарированных семян выросли растения, отличающиеся Золее дружным ритмом к динамиков развития, равномерно размещен-

ные, что способствует меньшей засоренности посевов и применению уже в первый год вегетации механизированной технологии. Потенциальная продуктивность отсепарированных семян значительно выше, чем у контроля, поэтому из них выросли растения с более развитыми вегетативными органами, что особенно ярко проявилось после перезимовки, на второй год вегетации. Это дает возможность.снизить норму высева в 3...4 раза для обеспечения оптимальных площадей питания в последующие годы зшзни растенил. Все перечисленное позволяет рекомендовать использование диэлектрической сепарации в семеноводстве горца ВеЗриха,

Оценка качества сортировки оголенных сети хлопчатника о применением ДКСМ проводилась по разным технологическим схемам, которым предпествовало оголение семян на семеоголительных машинах. После сепарации проводился сравнительный анализ посевных качеств отсортированных семян на трех уровнях:-лабораторные эксперименты, полевые опыты, производственная проверка. Лабораторные исследования проводилась в Москве, полевые опыты - в Андижанском филиале СоюзШШ! /НПО "Сошхлопок"/, производственная проверка - в хозяйствах Андешансной области.

Анализ результатов экспериментов доказывает, что применение ДКСМ- заметно улучшает посевные качества семян хлопчатника., При ■ 'этом более выразительные результаты достигаются при обработке . семян на диэлектрическом сепараторе ДКСМ, минуя решетную машину . КСМ-1,5. Так, всхожесть семян при комбинированной обработке, повышается на 4...5 %, а при обработке только.на ДКСМ - на 4...6$. Средний вес семян по результатам поштучного взвешивания повышается на 4.1...5.3 иг при комбинированной обработке и на : , ;. 2,5...3,9 мг при обработке семян .только на ДКСМ.

В целом, анализ рентгенограмм семян по выполненности пока-

зывает, что ДШЛ позволяет отделять от посевной партии невыполненные л травмированные семена. Всхода из семян посевной .¿рах-цаи дам появляются в средней на 0,29...О,68 суток раньше.

Морфологический анализ проростков показывает, что сомена посевных фракция, полученных с применением ДКСУ, даат большинство сильных проростков.

В полевых опытах отмечены различия в густоте стояния растений, что в конечном итоге приводит к прибавке урожайности в вариантах с сортировкой семян на машинах ДШ.З, достигающей 2... 8,2 ц/га.

Результаты многолетних производственных испытания показали, что за счет экономии посевного материала я. прибавки уронаЗности экономическая эффективность составляет з среднем 120 руб./га. Этмечено также снижение затрат ручного груда на прореживании доходов.

зд&шщащ ч\ вывода

Проведенное изучение особенностей диэлектрической сепара-щн различных морфологических типов семян сельскохозяйственных сультур позволило разработать подходы к решению технологических ¡адач сортировки семян на диэлектрических сепараторах перспективна типов, разработанных в МИСП.

В ходе решения технологических задач с помощь» симплекс-is то да найдены оптимальные рвкимы сортировки оголенных семян лопчатника на диэлектрических калибровочно-сортирозальных •ааинах типа ДКСМ и очистки семян люцерны от карантинного сор-яка повилики на диэлектрическом фрикционном сепараторе типа

да.

Изучено влияние электрического поля большой напряженности

на посевные качества семн. В качестве объекта были взяты семена хлопчатника, режим сепарации которых - наиболее жесткий вследствие их большого веса. Проведено изучение влияния электричес-' кого поля рабочей и повышенной напряженности на посевные качества семян, а такке влияние электрического поля - в зависимости от срока высева семян после сепарации/

Проведено изучение посевных и продуктивных качеств спектра фракций семян горца Вейриха, полученных при электросепарации на диэлектрическом сепараторе при различных рабочих режимах» Проведено проращивание семян на различных лолах и двулетний ыелко-даляночный полевой опыт.

Проведено детальное изучение технологии сортировки семян хлопчатника на промышленных диэлектрических калкбровочно-сорти-ровалгыгых манатах ДКСМ-1-2 и ДКС;,!-3-2, предназначенных дая ис-' пользования в технологических линиях на хлопкоочистительных заводах. Изучены особенности применения машин ДКСМ в различных технологических цепях: сразу после оголения семян и после предварительной сортировки семян на рештной .калибровочно-сортиро-вальной машине КСМ-1,5 , повсеместно применяемой на хлопзаводах. Проведены подробные лабораторные исследования с помощью оригинальных методик анализа посевных-качеств семян. Сравнительная экспериментальная проверка различных технологических цепей.велась ка полевых опытах в Андияанском филиале СоюзШХИ в течение трех лег и на производственных посевах в хлопкосеющих хозяйствах Андижанской области Узбекистана с 1985 года по настоящее время.

Разработан способ анатомо-морфологических исследований . семян, включающий анализ разнокачественности по морфологическим признакам, анатомическим.структурами электрическим свойствам. Результаты проведенных исследований на семенах кукурузы увязаны

с технологией электросепарации. Выведен технологический параметр семян - ускорение отрыва от рабочего органа, связывающий напряжение питания и конструктивные особенности эдактросепаратора с весом, формой и шатомо-морфологическими особенностями семян.

Разработан алгоритм морфометричаского анализа семян. При анализе рентгенографических изображений семян алгоритм применяется как способ оценки качества семян по выполненности и/или травмированности. Способ разработан в течете на автоматизиро- ■ ванную технологию неразрушавщего анализа качества семян.

В ходе теоретических и экспериментальных исследований раз--работанн новые методические подходы к анализу посевных качеств семян на основе использования количественных, морфофизиологичес-' ких признаков семян и растений на ранних этапах развития. Предложенный способ оценки посевных качеств семян ориентирован на применение персональных ЭВМ и позволяет- получить максимум полезной информации при компромиссных трудозатратах.

Построена вероятностная юдель и логическая структура процесса сепарации семян, что позволяет проводить анализ надежности работы любых сортировальных устройств. Алгоритм анализа и вероятностной паспортизации семян реализован на ЭВМ.

ВЬШОДЫ

I. Анализ разиокачоственности семян по морфологическим признакам, анатомически!.! структурам и электрическим свойствам показал, что расположение зоны отрыва семян от поверхносви враща-,вдегося рабочего органа диэлектрического сепаратора зависит от их массы и формы. При равной массе сильнее притягивается к поверхности рабочего органа уплощенные семена с относительно меньшим зародышем; семена округлые с относительно крупным заро-

дышем притягиваются слабее а попадают в тяжелую фракцию, что связано с более высоким электрическим сопротивлением зародыша, в 15 раз превышающем электрическое сопротивление других частей семени. Количество семян с более развитыми структурами, определяющими высокие посевные качества, попадающих в тяжелую /посевную/ фракции можно изменять регулировкой напряжения питания и/нлп скорости вращения рабочего органа.

2. Изучение влияния электрического поля на посевные качества седан показало, что максимальная напряженность электрического поля в активной зоне рабочего органа электросепаратора не дсшша превышать 5...6 кВ/см, при воздействии на семена электрическим полем большей напряженности возмо;хно заметное снижение ростовой активности проростков.

Эффект влияния электрического поля на посевные качества семян стабилизируется при сроках сева0 превышающих 10 дней после электросепарации» При этом количество проросших семян /всхояеств/ увеличивается за счет мелких семян, тронувшихся в : рост под влиянием электрического поля»

3. Сортировка семян горца Вейриха-по "веерной." схема позволила получить' множество последовательно выделенных фракций, отличающихся характерным содержимым и посевными качествами«

При низких напряжениях питания рабочего органа выделяется мертвый сор и пустые околоплодники; при последовательном повышении напряжения выделяются фракции семян, превосходящие исходный образец семян по лабораторной всхожести - на 2? по полевой -на 23 %, по массе 1000 семян - на 1,19 г, т.е. на 35

Из отсепаркровагашх семян вырастают растения с более развитыми вегетативными органами, что особенно заметно после перезимовки; на второй год гдзнк посевы оказываются чрезмерно загу-

¡ценными. Это дает основания рекомендовать снинеьие нормы высева отсепарированных семян горца ВеНриха в 3...4 раза.

4, С помощью метода симплексной оптимизации определен р&кии ■работы диэлектрического фракционного сепаратора ОДФ, обеспечивающий полную очистку семян люцерны посевной от карантинного сорняка повилики европейской при минимальном попадании в отход семян основной культуры /около 2 % /» При этой видовое разнообразие семян сорных растений снизилось с 16 до 9 видов при силь- . ном расшатывании видовой структуры исходной смеси„

5. Определены оптимальные региш сортировки семян хлопчатника на диэлектрических калибровочно-сортировальных машинах /ДКСгДЛ напряжение питания рабочего органа 2., .2„5 кВ при кратности электросепарации 3. Отход при этом составляем на более 17 %. Эти режимы рекомендованы дая сортировки семян хлопчатника на ДКСМ. Повышение посевных качеств достигается за счет отделения во фракции отхода мелких и невыполненных семян, что подтверзда-ется результатами морфомегрического анализа рентгенограмм«, Из семян посевной фракции ДШД развиваются проростки, по большинству морфологических параметров на 7...17 % превышающие контрольный вариант. На ранних этапах проростки из семян посевной фракции ДКСМ развиваются в среднем быстрее контрольных. В полевых условиях это сказывается на формировании оптимально.* густоты стояния растений, что в конечном итоге.приводит к повышению урожайности на 2...8 ц/га на опытных посевах и на 1,2...5,5 ц/га - на производственных. При.этом норма высева'снижается с

60...160 кг/га до 18...50 кг/га. За счет экономия семян и прибавки урожайности хлопка-сырца экономическая эффективность в производственных условиях составляет 78...197 руб. с I га посевной площади.

- 22 -

6. Сравнение различных технологических цепей с применением машин ДКСМ показывает, что ДОМ маает использоваться лак совместно с решетной машиной КС.М-1,5, так а сразу после семеого-лительной машины СОМ. Следует отметить, что применение в тех*-нологической цепи до алектросепарации реиерной машины КСМ позвр ляет получить семена, имеющие более высокие посевные качества

в лабораторных условиях. Но в условиях полевых опытов'урожайность выше в вариантах с сортировкой семян только на ДКСМ, Это связано с тем, что при сортировке на решетах семена испытывают большие механические нагрузки, приводящие к появлению микропов-раздений, а следовательно, к снижению устойчивости в долевых условиях.

7. Конструктивные особенности рабочих органов даэлекуричес ких сепараторов исключают возможность механического говрегдеция семян при обработке. Полностью исключить возможность травмирования семян в сепараторе мо:гло при удачном выборе загрузочного устройства и выгрузного транспортера.

8. Удобство использования, оперативность управления, универсальность позволяют рекомендовать диэлектрические сепараторы для использования в производственных линиях предпосевной обработки семян, на сельскохозяйственных предприятиях, в семеноводческих хозяйствах, в научных учреждениях, в фермерских хозяйствах.

По материалам диссертации опубликованы следующие основные работы:

I» Электросепарация семян горца Вецриха. Вестник сельскохозяйственной науки, 1980 , 8, с,. .60,,„69 /в соавторстве/.

- 23 -

2< Очистка семян ввдернн от семян повилики на злектро^рик-ционном диэлектрическом сепаратора. В сб„ Агротехнические основы устойчивости кормовой базы.м.,ТСХА,198^с.133...144 /в соавтор-'стве/4

3. Электрофизические свойства зерновки кукурузы. Деп. й 229 ВС-88,, 25 с., Реф. опубл. в РЖ сер. Кукуруза и сорго, 1988в 10, 22 с. /в соавторстве/.

4. Анализ эффективности сепарации многовидовой смеси семян 0 точки зрения теории биологических систем. В сб„ Технические средства для обеспечения интенсивных технологий возделывания и уборки сельскохозяйственных культур. М., 1ШСП, 1989,

й. 116...120.

5. Изучение надежности процесса сепарации семян на диэлектрических калибровочно-сортировальных машинах. В сб. Вычислительная техника в управлении сельскохозяйственным производством. М», МШШ, 1989, с. 73...78.

6. Планирование экспериментов по анализу посевных качеств оемяв, ориентированное на применение персональных ЭШ. В сб. Сельскохозяйственные машины и орудия для интенсивных технологий. И,, ¡ШСЯ, 1990, о» 84...92.

7. Морфомвтрический анализ рентгенограмм как способ оценки качества семян» В сб. Сельскохозяйственные машины и орудия для интенсивных технологий. М., ШШ1, 1990, с.80...84

/в соавторстве/.

8» Способ оценки посевных качеств семян.'Заявка на изобретение № 4405576/30-15 /052853/ от 06.04.88; положительное решение от 14.03.90, 2Ш А 01 С 1/00, /в соавторстве/.'