Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Технология посева зерновых культур на твердое посевное ложе в условиях лесостепи

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Технология посева зерновых культур на твердое посевное ложе в условиях лесостепи"

згв- од

КУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени профессора И. И. Иванова

На правах рукописи

СОРОКА Григорий Алексеевич

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА ТВЕРДОЕ ПОСЕВНОЕ ЛОЖЕ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ

36.01.09 - Растениеводство

55.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курск -1995

Работа выполнена в Курской государственной сельскохозяйстве! ной академии имени профессора И.й.Иванова и Полтавском сельскохозяйственном институте в период с 1382 по 1995 гг.

Научные руководители: заслуженный деятель науки Российской Федерации, академик Академии аграрного образования, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Д.Муха.

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.В.Гришенко.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старший

научный сотрудник И.Г.Пыхтин.

Доктор технических на.ук, профессор В.П.Росляков.

Ведущая организация: Белгородская государственная сельскохозяйственная академия.

Зашита состоится 1995 г. в

часов на заседании диссертационного совета Д.120.25.01 в Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора ]/[.. Иванова: 305034, г.Курск, ул. К.Маркса, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии..

Автореферат разослан 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат сельскохозяйственных л

наук, доцент . В.А.Клейменова

ОБМЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Интенсификация производства зерна - ос-вной путь удовлетворения потребностей людей в продуктах питания, авное условие успешного решения этой проблемы состоит в повыше-и урожайности зерновых культур.

Одним из важных направлений роста урожайности зерновых куль-р является повышение полевой всхожести семян, которое можно обес-чить за счет улучшения качества заделки их на твердом посевном же. По традиционной технологии возделывания зерновых культур по-вное ложе в почве создается в процессе подготовки почвы к посеву, шествующие зернотуковке сеялки не создают твердого посевного ло-и не обеспечивают качественную заделку семян. Поэтому разработ-принципиально новой конструкции сошника, создающего твердое по-вное ложе, и технологии посева обеспечивающей высокое качество целки семян на нем, является актуальной задачей, решение которой эет важное народнохозяйственное значение.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является со-ршенствование технологии посева зерновых культур, разработка кон-руктивной схемы и обоснование параметров двухдискового сошника, эспечивающих более высокое качество заделки семян на твердое по-вное ложе в почве.

В задачи исследований входило: экспериментально установить тание глубины предпосевной культивации на изменение агрофизичес-с свойств почвы в посевном слое, показатели пространственного ^положения поверхности твердого посевного ложе и качества задел-семян по глубине (в т.ч. - на твердое посевное ложе) двухдиско-ли сошниками существующих зернотуковых сеялок, на урожайность эновых культур; разработать элемент технологии посева зерновых 1ьтур на твердое посевное ложе, предложить конструктивную схему )босновать параметры двухдискового сотника для заделки семян на

твердое посевное ложе; определить агротехническую и экономическ эффективность внедрения усовершенствованного элемента технологи и разработанного сошника при посеве зерновых культур.

Объекты исследований: зональная почва (чернозем оподэоленн тяжелосуглинистый); зерновые культуры (гречиха и озимая рожь); рабочие органы зернотуковой сеялки (стандартные и экспериментал ные двухдисковые сошники).

Методы исследований: для решения поставленных задач примен лись агрономические и инженерные методы исследований: вегетацио; ный, лабораторный, полевой, натурных: испытаний и математическое моделирования.

Научная новизна. Теоретически и экспериментально обоснован .усовершенствованный элемент технологии посева зерновых культур : новая конструкция двухдискового сошника для высева семян на обр зовгнное им уплотненное дно посевной борозды, позволившие улучшить агрофизические свойства почвы в зоне заделки семян, качест: их размещения на твердом посевном ложе и, как следствие, повыси1 полевую всхожесть и урожай.

Новизна технических решений подтверждена шестью авторскими свидетельствами на изобретения.

На защиту выносятся:

1. Элемент технологии.посева зерновых культур, направленны! на улучшение агрофизических свойств почвы в зоне заделки семян ] на повышение качества их размещения на твердом посевном ложе.

2. Двухдисковый сотник для локального уплотнения почвы на ) посевной борозды и размещения семян на твердом посевном ложе.

3. Способ оценки технологического процесса высева семян на твердое посевное ложе.

Практическая ценность. Применение в условиях черноземов лесостепи усовершенствованной технологии посева зерновых культур I

¡ердое посевное ложе и двухдискового сошника с уплотнителем поч-i позволит повысить полевую всхожесть на 8-8 % и урожайность на ,5-38,9 %.

Реализация результатов исследований. Основные результаты ис-;едований приняты Кировоградским проектно-конструкторским инсти-'том по почвообрабатывающей и посевной технике ПО "Красная Звез-¡." для использования при разработке широкозахватных бе ¿Цепочных

:рНОТуКОВЫХ СвЯЛОК.

Усовершенствованная технология посева зерновых культур и зер-•туковые сеялки, укомплектованные двухдисковыми сошниками с ул-тнителем почвы, применяются в учебно-опытном хозяйстве "Юбилей-гй" Полтавского сельскохозяйственного института в колхозе имени -рького Глобинского района Полтавской области.

Методика оценки качества заделки семян зерновых культур на ердое посевное ложе в почве применяется в Курской государствен->й сельскохозяйственной академии имени профессора И.К.Иванова,Все-ссийском научно-исследовательском институте земледелия и защиты чв от эрозии, научно-производственном объединении "Элита" Полтава).

Апробация работы. Материалы исследований были доложены, об-ждены и одобрены на Всесоюзной научно-технической конференции '.Москва, 1983 г.); на республиканских научно-технических конфе-:нциях (г.Киев, 1982, 1984 гг., г.Кировоград, 1986 г., г.Волго-1ад, 1990 г.); на науч но-техниче с ко й конференции Белорусского (ститута механизации сельского хозяйства (г.Минск, 1991 г.); . ежегодных научно-практических конференциях Полтавского сельско-зяйственного института (г.Полтава, I98I-I990 гг.) и Курской го-дарственной сельскохозяйственной академии имени профессора V.M. 1анова (г.Курск, I99I-I995 гг.).

Публикации. По материалам диссертации имеется шестнадцать пу-

бликаций, из них шесть авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введе ния, пяти глав, выводов, предложений производству, списка исполь зованных литературных источников и приложений. Объем диссертации 165 страниц машинописи. Работа содержит 27 таблиц, 33 рисунка и список использованной литературы, включавший 141 наименование, в т.ч. - семь на иностранных языках.

■ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности теш исследовани сформулирована их цель, представлены основные научные положения, выносимые на защит:/. Показана научная новизна, практическая ценность и реализация результатов исследований.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследований" представлен краткий обзор и анализ известных агротехнических при ж>в повышения полевой всхожести семян, технологий предпосевной о работки почвы и посева зерновых культур; факторов, определяющих качество заделки семян в почву по глубине, конструкций сошников и методов оценки качества их рабочих процессов.

Н.Н.Кулешов (1961), В.Ф.Трушин (1955), И.Г.Строна (1966), Н.КЛЬкик (1975), В.Д.Муха (1979, 199 4), В.В.Медведев Ц9Ы), И.А Ош.ененко (19Ь2"), И.П.Макаров (1991), Н.В.Грищенко (1993) и др. отмечают, что важная роль в повышении полевой всхожести и урожай ности сельскохозяйственных культур принадлежит различным элементам технологий их возделывания, в т.ч. - рациональным приемам по верхностной обработки почвы и способам высева семян в посевную б розду.

Изучение рентгенограмм, полученных Н.А.Соколом, З.БДербино В.-Г.Морозовым, 0.В.Путинской (1978, 1982) и др. при исследовании процессов уплотнения почвы, бороздообразования и заделки семян, п казывает, что дисковые сошники зернотуковых сеялок обеспечивают

изкое качество высева семян на поверхность твердого посевного ло-

Анализ результатов исследований, проведенных К.М.Беспамятно-эй (1981), Г.Я.Штыльфусом (1965), В.А.Кириченко (1988) и др., сви-зтельствует о том, что качество высева семян в посевную борозда 1висит от следующих факторов: рельефа поля, агрофизических свой-гв почвы в посевном слое, конструктивно-технологических схем и па-шетров механизмов подвесок и сошников.

Установлено также, что недостаточно изучено влияние глубины )едпосевной культивации на качество высева семян в посевную бо->зду двухдисковыми сошниками (и в т.ч. - на твердое посевное ло-0; не изучены схемы деухдисковых сошников, обеспечивающих локаль->е уплотнение почвы на заданной глубине посева и более высокое ка-!ство высева семян на твердое посевное ложе, отсутствуют рекотен-щии по расчету конструктивных элементов сошника и его практичес->му применению.

Во второй главе "Методическое обеспечение экспериментальных ¡следований" представлены программа, описания объектов и методов ¡следований, отдельных методик, а также аппаратуры и лабораторных :тановок, применяемых при выполнении работы.

Экспериментальные исследования были проведены в учебно-опыт-м хозяйстве "Юбилейный" Полтавского сельскохозяйственного инсти-та и в колхозе имени Горького Глобинского района Полтавской об-.сти. При проведении полевых опытов количество осадков, среднесу-чная температура воздуха на уровне поверхности почвы, колебания по декадам вегетационных периодов в основном соответствовали еднемноголетним данным для лесостепной зоны.

Почва опытного .участка в учхозе "Юбилейный" - чернозем оподленный тяжелосуглинистый на лёссе - имела следующую характерис-ку. Содержание гумуса 3,6-3,8 %, иелочногидролиз.уемого азота ,4-16,0, подвижного фосфора 8,6-10,3 и обменного калия 16,7-

- 19,0 ыг/100 г почвы. 1 'ид рол и тт е с кая кислотность 5,2-5,5 мг-экв/ЮО г почвы, рН солевой вытяжки 5,8-6,0. Средняя плотность сложения почвы в посевном слое по годам исследований колебалась в диапазоне 1,15-1,27 г/см3.

Влияние глубины предпосевной культивации на пространственное расположение поверхности твердого посевного ложе, изменение агрофизических свойств почвы в посевном слое, качество заделки семян по глубине установили в полевых исследованиях.

Зависимость семенной продуктивности растений от твердости почвы на глубине заделки семян определяли в вегетационных опытах Влияние глубины предюсевной культивации и состояния поверхности твердого посевного ложе на урожай культур оценили в полевом опыт где возделывали гречиху сорта "Майская" и озимую рожь - "Харьков окая-55". Схема опыта включала шесть вариантов: семена при посев размещали на неуплотненном (контроль) и уплотненном посевных ложах в почве, предварительно прокультивированной на глубину равну] одинарной, полуторной и двойной глубинам их заделки. Закладку оп тов, фенологические наблюдения и уборку урожая осуществили по об: принятым методика!.; (Б.А.Доспехов, 1973; П.Н.Константинов, 1952; А.А.Кудрявцева, 1959).

Параметры расположения поверхности твердого посевного ложе почве установили по модифицированной методике Д.Н.Саакяна (1973) с помощью специально разработанных прибора и лабораторной устано ки. Агрофизические свойства почвы оценивали по общепринятым мето дикам (И.С.Каурычев и др., 1980). Качество высева семян на повер ность твердого посевного ложе оценивали с помощью специально раз работанного показателя, характеризующего вероятность укладки семян на твердое посевное ложе. Методика определения этого показат ля и устройство лабораторной установки, применяемой для этих цел изложены в описаниях к авторским свидетельствам на изобретения

(А. с. СССР 1327618, 1553613, f-Ш А 01 С 7/00, 1967, 1990 гг.). Результаты фенологических наблюдений и других исследований обработаны методами математической статистики, дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов (Г.Шеффе, 1953; Е.С.Вентцель, 1954) с применением ПЭВМ "Искра-1030".

Производственная проверка результатов исследований проведена в учхозе "Юбилейный" Полтавского сельскохозяйственного института и в колхозе имени Горького Глобинского района Полтавской области. По ее данным выполнен расчет экономической эффективности усовершенствованной технологии посева зерновых культур разработанным сошником. Требуемая надежность результатов исследований (95 %) обеспечивалась путем расчета размеров статистических выборок.

В третьей главе "Совершенствование технологии посева зерновых культур" приведены результаты исследований существующих элементов технологий предпосевной обработки почвы и посева семян, представлено обоснование предлагаемой технологии посева зерновых культур на твердое посевное ложе.

При проведении исследований подтверждено, что твердое посевное ложе - это опорная поверхность для первичной корневой системы прорастающих семян, создаваемая в посевном слое посредством обработки почвы. Результаты исследований по изучению влияния глубины предпосевной культивации на расположение и рассеивание поверхности твердого посевного ложе представлены в таблице I.

Анализ экспериментальных данных показал, что глубина расположения твердого посевного ложе характеризуется свойствами случайной величины. Установлено, что средняя глубина расположения твердого посевного ложе hл соответствует заданной глубине предпосевной культивации h« , а стандартное отклонение этого показателя с увеличением глубины посевного слоя возрастает нелинейно. Так, для глуби™ предпосевной культивации Ьк= II—12 см стандартное отклонение

л на 72,7 % больше по сравнению с величиной этой характеристики при Ьк = 5-5 см. В то же время коэффициент вариации УИл выборочных распределений глубины расположения твердого посевного лож« незначительно изменяется с увеличением глубины предпосевной культивации. Это свидетельствует об однородности внутренней структур! процесса создания поверхности твердого посевного ложе на различной глубине посевного слоя. Подтверждением этому служат результаты подробного анализа выборочных рядов распределения случайной ве личины " глубина расположения твердого посевного ложе " : изменение глубины предпосевной культивации Ьп не оказывает сушес венного влияния на форму кривых распределения. В независимости о'. ее уровня эти кривые имеют положительную асимметрию.и отрицательный эксцесс.

I. Влияние глубины предпосевной культивации на показатели пространственного расположения твердого посевного ложе (19£3-19Ьо гг.)

1 Глубина предпосевной культивации, см Показатели |-]-:—]-

! 5-5 ! 8-9 ! П-12 __!__|_|_

Средняя глубина расположения. твердого посевного ложе Ьл 1 см

Стандартное отклонение глубина расположения твердого посевного ложеЗЬл» см

Коэффициент вариации глубины расположения твердого посевного ложеУьл. %

.{оаффициент асимметрии ¿к Коэффициент эксцесса 6 к Распределение твердого 0-3 посевного ложе по 3-4 горизонтам, % 4-5

6-7

7-8

8-9

9-10

^10

5,4

1,1

1,6

11,2 1,9

20,4

О*1 -0,55

172 13,2 33,2 2Ь,0 20,4 3,6 0,4

18,8

0,16 -0,49

1,2 2,4 12,5 17,7 24,1

17.5

24.6

17,0

0,27 ~-0» 7

0,4 2,2 4,8 14,0 11,0

67,6

зеличение глубины Ьл вдвое повышает абсолютные значения коэффи-юнта асимметрии 5к в 2,7 и коэффициента эксцесса £ к в два раза. !словне значения коэффициентов асимметрии 5к и эксцесса £«сви~ ¡тельствует о том, что выборочные распределения глубины расположил твердого посевного ложе подчиняются закону нормального расселения. Установлено, что их можно апроксимировать рядом Грам-.-Шарлье. Выравнивание экспериментальных данных рядом Грамма-,рлье обеспечило возможность получения количественной оценки расселения твердого ложе по горизонтам посевного слоя 0-10 см. :ализ этого показателя свидетельствует о том, что изменение глу-ны предпосевной культивации способствует неравномерному р&спре-лениго поверхности твердого посевного ложе в односантиметровых чвенннх горизонтах. Так, при глубине предпосевной культивации |К = 5-6 см в почвенных горизонтах от четырех до шести сантимет-в (диапазоне наиболее вероятных глубин заделки семян зерновых льтур в условиях Лесостепи) располагается около 46,4 % плошади верхности твердого посевного ложе. С увеличением глубины предпо-вной культивации до 11-12 см значение этого показателя снижает-до 0,4 %.

Изменение глубины предпосевной культивации Ьк также влияет на казатели агрофизических свойств почвы в посевном слое. Исследо-чиями подтверждено, что одним из основных показателей агрофкзи-зких свойств почвы, от которого зависит интенсивность начального ;та проростков при их выходе на дневную поверхность поля, являет-плотность сложения ¿и .

Твердость почвы Р не менее важный показатель ее агрофизичес-с свойств, чем плотность сложения, так как она определяет не 1Ько динамику роста проростков, но и качество выполнения техно-лических операций рабочими органами почвообрабатывающих и посев: машин. Результаты исследований по изучению влияния предпосев-

ной культивации на изменение плотности сложения и твердости лочвь

в посевном слое представлены в таблице 2.

2. Изменение агрофизических свойств почвы в зависимости от глубины предпосевной культивации (1987 - 1990 гг.)

Показатели

Слои лочвь! Статистические i °£дп-2евной

• см ! телей ! { 5-3 i " i | II—12

0-10 dv , г/смэ 1,23 1,20 I.II

Vd, , % 6,4 6,7 8,1

10-20 ci iг » г/см3 1,25 1,24 1,20

Vd«r /0 5,5 6,9 6,2

20-30 d LT > г/см3 1,28 1,28 1,28

Vclv » % 4,9 4,9 4,9

0-5 p , MTla 0,28 0,25 0,23

Vp % 18,6 21,4 24,8

5-10 p , МПа 0,37 0,35 0,33

yp, % 16, Б 18,5 20,9

10-15 p , МПа 0,54 0,48 0,45

Vp , % 14,3 16,9 18,7

Плотность сложения

Твердость

Анализ этих экспериментальных данных свидетельствует о том, что увеличение глубины предпосевной культивации hкприводит к cm жению плотности сложения почвы dvno зависимости, близкой к линей лей. При этом отмечено повышение темпов изменения плотности сложе ния почвы при более глубокой предпосевной культивации: если увели чение Икс 5-6 до 8-9 см приводит к снижению плотности сложения почвы в посевном слое на 2,4%, то повышение глубины предпосевной культивации с 8-9 до II—12 см снижает плотность сложения почвы на 7, 5 %. Одновременно с изменением плотности сложения почвы наблюда ется изменение ее средней твердости в горизонтах посевного слоя: для верхнего горизонта посевного слоя 0-5 см величина этого показателя на 32,1-43,5 % меньше, чем для нижнего (5-10 см). В зависимости от глубины предпосевной культивации средняя твердость поч

вы в посевном слое 0-10 см изменяется от 0,2о i.'üia при Ьк = = 11-12 см до 0,33 МПа - при Ьк = 5-5 см.

Исследования показывают, что предпосевная культивация на глубину 8-9 см предпочтительнее мелкой культивации на глубин;.' 5-6 см, гак как в результате глубокого рыхления почвы в зоне размещения эсновной массы корней растений зерновых культур обеспечивается близкая к оптимальной плотность сложения почвы, равная 1,20 г/см3. 1осле предпосевной культивации на глубину II—12 см плотность ее сложения для прежних условий равняется 1,11 г/см3. Такая плотность сложения почвы в посевном слое является оптимальной для большинства зерновых культур. Однако применение на практике предпосевной культивации на повышенную глубину приведет к томгу, что около 57,5$ тлошади поверхности твердого ложе окажется за пределами посевного злоя.

Для определения процента семян, попавших на твердое посевное гоже, предложен показатель jiL . Он определяется как отношение ;уммы длины участков рядка, на которых семена размешены на твердом юсевном ложе к его общей длине. Установить факт размещения семян ia твердую поверхность можно относительным показателем, получении в результате синхронного замера: если по длине рядка отношение ¡редней глубины заделки семян к средней глубине предпосевной культивации равно или больше единицы, то всходы растений получают из :емян, высеянных на твердое ложе. Для определения границ участков ю длине рядка, где семена при посеве размешены на твердое ложе гредложены способы, устройство и методика.

В результате исследований установлено, что точность оценки гачества высева,семян на твердое ложе зависит от скорости посева [ общей длины рядка. С увеличением длины рядка и снижением скорос-•и относительная погрешность ^«оценки качества высева семян на ■вердое ложе уменьшается. Предельными значениями этих величин явля-

ются: длина рядка не менее 80 ы, скорость посева не более 3,5 м/с и относительная погрешность с^« не более 0,3-9,7^.

Влияние глубины предпосевной культивации на показатели задел кк семян по глубине посевного слоя производственной зернотуковой сеялкой характеризуется экспериментальными данными, представленны ми в таблице 3. Их анализ показывает, что средняя глубина заделк: семян ¡1$ и средняя глубина предпосевной культивации Ь« находятся в тесной корреляционной зависимости, которая оценивается коэффициентом корреляции 2- равным 0,63. Увеличение средней глубины предпосевной культивации Ьк приводит к соответствушим изменениям сре, ней глубины заделки семян Ьз , а также ее стандартного отклонена

3- Однако следует отметить, что темпы роста значений показателе1

3. Влияние глубины предпосевной культивации на показатели заделки семян по глубине производственной зернотуковой сеялкой (1985 - 1988 гг.)

Показатели

{ Глубина предпосевной культивации, ; см

г !

о-о

8-9

11-12

Средняя глубина заделки семян в посевном слое I см

Стандартное отклонение глубины заделки семян в посевном слое

5 Ь3 . см Коэффициент вариации глубины

заделки семян в посевном слое . %

Коэффициент асимметрии в а

Коэффициент эксцесса 6 к

Распределение семян 0-2 по горизонтам посевного слоя, %

(числитель - процент семян в горизонте;

знаменатель - в т.ч.

процент семян на твердом посевном ложе)

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8 6-9 9-10

4,6 0,9

19,6

0,06 -0,65

1,2/0 16,8/0 34,4/3,2 30,4Л$\5 14,4/9,6 0,8/0,4

5,7 1,17

20,5

0,11 -0,48

2,8/0 18,1/0,2 39,6/1,4 27,2/6,0 II, 5/4,4 0,8/0

6,4 1,23

19,2

0,35 -0,13

4.2/0 9, ¿/0 21,0/0,2 33,4/0,4 25,4/2,0 5,8/1 О

арактеризующих пространственное расположение семян в посевном лое, существенно отличается от темпов изменения значений показа-елей пространственного расположения поверхности твердого посевно-о ложе. Наименьшее отклонение (дЬ = 0,8 см) средней глубины задели семян от средней глубины предпосевной культивации наблюдается ри мелкой обработке почвы: это отклонение составляет величину 4,8 % от заданной глубины предпосевной культивации. С увеличени-м глубины предпосевной культивации до 8-9 и 11-12 см величины от-лонений между этими показателями возрастают до 32,9 и 42,8 % соот-етственно. Анализ выборочных рядов распределений случайной величи-ы "глубина заделки семян" свидетельствует о том, что они, как и ыборочные ряды распределений глубины пространственного расположе-ия твердого посевного ложе, имеют практически идентичную форму ривых распределений: с положительной асимметрией и отрицательным ксцессом. Однако увеличение глубины предпосевной культивации при-одит к тому, что числовые значения коэффициентов эксцесса по аб-элютной величине у выборочных распределений глубины заделки сеян убывают, а у выборочных распределений пространственного располо-зния твердого посевного ложе - возрастают. Экспериментально уста-эвлено, что характер изменения показателя эксцесса этих распреде-эний зависит от величины коэффициента объемного смятия почвы cj : иеньшение значений этого показателя с 5,64 до 2,41 Н/см3 (в ре-/льтате предпосевной культивации на глубину с 5-6 до II—12 см) риближает кривые выборочных распределений глубины заделки семян кривой нормального распределения.

Важным элементом технологии посева зерновых культур, который беспечивает условия для получения высокой полевой всхожести, яв-зется равномерная глубина заделки семян в посевном слое. Анализ уборочных распределений глубины заделки семян (см.табл.3) пока-1Л, что 100% всхожих семян, в независимости от заданной глубины

предпосевной культивации размешаются в шести односантиметровых горизонтах посевного слоя: не менее 80 % в горизонте средней глубины заделки семян и двух смежных с ним односантиметровых горизонта? Установлено, что количество семян на твердом посевном ложе зависи' от величины отклонения лК между средними глубинами пространственного расположения поверхности твердого посевного ложе и заделки се мян в посевном слое: с .уменьшением его количество семян на твердо! посевном ложе возрастает от 3,6 % (.лЬ = 4,8 см) до 30,7 % (лИ ?= 0,6 см). Расчеты показывают, что влияние этого показателя на количество семян на твердом посевном ложе оценивается в 47 %. При анализе выборочных распределений глубины заделки семян установлено,Ч' наибольшее количество семян, высеянных на твердое посевное ложе, размешается в горизонте, который следует непосредственно за горизонтом средней глубины заделки. Эта закономерность проявляется по всем вариантам глубины предпосевной культивации.

Увеличение количества семян на поверхности твердого посевног ложе при снижении величины отклонения Ah свидетельствует о целесо образности совмещения при посеве технологических операций, налрав ленных на формирование твердого посевного ложе и посевной борозды на заданной глубине посева. Рациональное решение данной технологи ческой задачи заключается в том, что поверхность твердого посевно ложе должна быть сформирована сошником зернотуковой сеялки в резу тате локального уплотнения почвы на дне посевной борозды. Об arpo технической эффективности этого решения свидетельствуют результаты лабораторных исследований.

Анализ результатов этих исследований показывает, что высев с мян на твердое посевное ложе влияет на рост и развитие зерновых культур. На рисунке I представлены графики, характеризующие влияние состояния поверхности посевного ложе (уплотненное - I, неупло ненное -2 ) на ускорение прироста биомассы вегетативных органов г

си. Они свидетельствуют о том, что растения, выросшие из семян, змещенных на уплотненной поверхности твердого посевного ложе = 0,4 МПа), развивались интенсивнее на протяжении вегетацион-го периода. Это проявилось в более раннем (на двое-трое суток) -1але массового цветения (точка Л^ и созреЕания'растений (точ-

Б1>-

О 10 20 30 40 50 60 £ сут.

,1. Влияние состояния поверхности посевного ложе на ускорение прироста биомассы вегетативных органов гречихи:

1 - уплотненное (Р=0,4 МПа);

2 - неуплотненное (Р= 0,25 МПа).

Заделка семян на уплотненную поверхность твердого посевного ! способствовала улучшению плодообразования растений, о чем го-[т данные, приведенные в таблице 4. В среднем из одного растения [ихи, выросшего из уплотненной поверхности твердого посевного ло-получено по 4о,5 шт. зерен, что на 25,3 % больше, чем из расте-выросшего на рыхлом посевном ложе.

к

Установлено, что масса зерен, созревших на одном растении, также

■зависит от состояния посевного ложе: растения на уплотненной пов

ности посевного ложе обеспечили повышение сбора зерна на 28,I % :

сравнению с растениями на рыхлом посевном ложе.

4. Влияние состояния поверхности посевного ложе на показате структуры урожая гречихи (1991 - 1993 гг.)

| Статистические оценки ; Состояние поверхнос Показатели { показателей | посевного ложе

! уплотнен- Неуллотне ! ! ное ! ное _[_Р=0.4 МПа ! Р=0,25 №

Количество зерен с одного растения

Масса зерен с одного растения

Анализ влияния глубины предпосевной культивации на урожай г чихи, семена которой были размещены как на неуплотненной, так и уплотненной поверхностях посевного ложе (табл.5:.), подтверждает агротехническую эффективность высева семян зерновых культур на твердое посевное ложе. ..... . .Л.

В среднем этот агроприем обеспечил достоверную прибавку уро: культуры на 7,3-46,4 55 по сравнению с контролем, где семена разм! тали на неуплотненном ложе, а почау культивировали на глубину 5-( Установлено, что лучшими являются варианты технологии посева по ; рофону, прокультивированному на 8-9 см: размещение семян на упло ненную поверхность посевного ложе дало прибавку урожая на 46,4 % неуплотненную - только 33,0 %.

Среднее количество зерен, шт.

Стандартное отклонение количества зерен, шт.

Коэффициент вариации количества зерен, %

Средняя масса зерен, г

Стандартное отклонение массы зерен, г

Коэффициент вариации массы зерен, %

46,5 37,1

8,4 6,1

18,1 16,4

1,45 1,14

0,23 0,2

15,8 17,5

5. Зависимость урожая гречихи (т/га) от глубины предпосевной культивации и состояния поверхности посевного ложе

1убина ) Состояние по-; Годы проведения исследований г

вдпосев- ; верхности по-|-1-1-1-1

»й.'Су-ль™- | севного ложе ] шз , 1%4 | 1965 j 19Ь5 , щии, см ) I I I

■б Неуплотненное 1,445 1,554 1,654 т ОГ>'> 1,492

Уплотненное 1,558 1,637 1,841 1,372 1,502

•9 Неуплотненное 1,901 2,148 2,203 1,585 1,985

Уплотненное 2,051 2,347 2,526 1,814 2,185

-12 Иеуплотненное 1,623 1,760 1,870 1,391 1,651

Уплотненное 1,745 1,843 2,л033 1,535 1,789

нср05 Иеуплотненное 0,176 0,185 0,233 0,102 -

Уплотненное 0,214 0,183 0,328 0,159 -

Таким образом, результаты исследований элементов существующих условиях Лесостепи технологий подготовки почвы к посев:/ и посева рновых культур свидетельствуют о том, что для повышения урожая едпосевную культивацию необходимо проводить на глубину 6-9 см, а мена при посеве укладывать на твердое посевное ложе, подготов-нное одновременно с посевом. Решение этой двуединой задачи требу-создания принципиально новой конструкции сошника зернотуковой ялки.

В четвертой главе "Обоснование конструктивной схемы сошника ч высева семян на твердое посевное ложе" выполнено теоретическое основание конструктивной схемы сошника, представлены результаты з натурных испытаний в полевых условиях.

При проведении агротехнических исследований было установлено, > в идеальном случае сошник зернотуковой сеялки в процессе посе-должен открывать посевную борозду, уплотнять прослойку почвы на дне, укладывать семена на поверхность уплотненной прослойки и швать их слоем влажной почвы. Поэтому исходная конструктивная

схема сошника, разработанного для условий Лесостепи^ключала.' ди во-наральниковый бороэдообразователь, гладкоскользяший салазков: уплотнитель и пластинчатый семепочвенннй отражатель (А. с. СССР 1250194, 1491369, МКИ А 01 С 7/20, 1986, 1989 гг.).

Влияние уплотнителя на качество высева семян на твердое по< севное ложе изучалось с помощью стандартного метода многофактор: го дисперсионного анализа. Данные для расчета удельных весов вл ния факторов на качественные показатели высева семян на твердое севное ложе были получены при натурных испытаниях сошника, изго ленного по исходной конструктивной схеме. Значимость факторов о ределялась по критерию Фишера $ . Качество высева семян на тве дое посевное ложе оценивалось на двух уровнях глубины предпосев ной культивации (5-5 и 6-9 см), а также при двенадцати возможны комбинациях исследуемых факторов: скорости посева (2,1, 2,6 и 3 м/с); месторасположения уплотнителя на корпусе сошника (впереди или сзади осей дисков); способа крепления уплотнителя на корпус сошника (неподвижно или с возможностью вертикального перемещени

В результате дисперсионного анализа установлено, что осное влияние на качество высева семян на твердое посевное поле оказь: ет месторасположение уплотнителя. С увеличением глубины предпос ной культивации удельный вес влияния этого фактора возрастает: Ь к = 5-5 см составляет 42,0 %, при Ьк = 8-9 см - 54,0 %. Скора посева является значимым фактором при любых уровнях глубины пре посевной культивации: с увеличением глубины Ьк удельный вес влу ния этого фактора возрастает с 12,3 до 16,5 %. В то же время уг ный вес влияния способа крепления уплотнителя снижается с 21,1 11,5 %. Увеличение глубины предпосевной культивации приводит к уменьшению (с 18,2 до 10,2 %) удельного веса взаимовлияния факт ров "скорость посева - способ закрепления уплотнителя". Напрои удельный вес взаимовлияния другой пары факторов "скорость посе!

сторасположение уплотнителя" с увеличением глубины предпосевной льтивации также повышается с 2,6 до 7,2 %. Взаимные влияния ос-льных комбинаций факторов оказались малозначимыми или совсем не ачимыми при одной или двух уровнях глубины предпосевной культи-ции.

Полученные результаты показывают, что лучшее качество высева мян на твердое посевное ложе обеспечивается сошником, у которого лотнктель неподвижно закреплен в его передней части. На основа-и полученных результатов обоснована рациональная схема размеше-я в сошнике его основных конструктивных элементов, которая пред-авлена на рисунке 2.

жателя 5. Между дисками I установлен наральник 2, на нижнем кон-которого неподвижно закреплен уплотнитель 3. На тыльной стороне ральника 2 и уплотнителя 3 расположена транспортирующая поверх-сть семенаправителя 4.

Наральник сошника выполнен в виде двухгранного криволинейного жа, толщина которого равна удвоенной ширине посевной борозды, раз.уемой двухдисковыми сошниками серийной зернотуковой сеялки, циональная форма лезвия криволинейного ножа в продольно-верти-льной плоскости, при которой обеспечивается режим скользящего зания с минимальными затратами удельной работы, получена путем пения вариационной задачи по методу Ф.Ритца.

ип

Рис.2. Схема рационального размещения в сошнике конструктивных элементов.

Сошник с рациональной конструктивной схемой состоит из дискового I и наральнико-вого 2 бороздообразователей, уплотнителя 3, семенаправителя 4 и семепочвенного от-

Уплотнитель сошника - гладкоскользящие салазки: форма пове] ности их рабочего участка определена экспериментально, а геомет] ческие параметры установлены расчетным путем.

Семенаправитель представляет собой гравитационный желоб,трг спортируюшая поверхность которого выполнена по форме дуги кубичес параболы с вершиной в точке схода семян на дно посевной борозды. Точка схода семян расположена на высоте 0,7 см от дна посевной С розда. Рациональные значения параметров гравитационного желоба определены по методу П.М.Василенко.

Параметры семепочвоотражателя в конструкции нового сошника приняты согласно рекомендациям О.В.Душинской (1984) для двухдис! вых сошников серийной зерно ту ко во 15 сеялки.

Результаты сравнительных натурных испытаний конструкций дву дискового сошника серийной зернотуковой сеялки и разработанного сошника с рациональной конструктивной схемой представлены в табл це б.

б. Результаты сравнительных натурных испытаний серийного и разработанного сошников зернотуковой сеялки (Ьк=8...9 си

-!-

Показатели

I Серийный

Тип сошника -Г

; Разработанный

Скорость посева, м/с

! 2.1 I а.ь ! 2,1 ! 3,Ь '

■ 5,6 5,1 5,9 5,7

1.1 1,3 0,4 .0,5

20,0 25,4 6,8 8,7

63,7 34,6 55,9 26,7 97,5 54,5 92,4 58,8

11,5 9,8 та,2 74,6

32,1 39,1 15,3 10,7 2,3 0 5 32,5 37,4 19,8 6,2 3,7 0,4 13,5 51,9 25,9 5.8 1.9 22,7 43,9 27,5 5,2 0,7

Средняя глубина заделки семян Ь^. см

Стандартное отклонение глубины заделки семян см

Коэффициент вариации глубины заделки семян УНз , %

Количество семян {%) в горизонтах: _

Ь ± 1,0 см 5,0 - 6,0 см

Количество семян {%) на твердом посевном ложе по горизонтам

Распределение всходов О растений (шт.в пятисанти- I метровых отрезках по дли- 2 не рядка), % 3

4

5

Анализ данных сравнительных испытаний подтверждает эффектив-зть конструктивной схемы разработанного сошника: за счет улуч-ния качества высева семян на твердое посевное ложе полевая всхо-?ть зерновых культур повысилась на Ь-9 % (с 82,5 до 90,8 %).

В пятой главе представлены результаты производственной про-рки и экономической оценки усовершенствованной технологии и размотанного сошника для посева зерновых культур на твердое посевное ке.

Производственная проверка показала, что в условиях Лесостепи эвершенсгвованная технология посева зерновых культур на твердое ;евное ложе и разработанный сошник с рациональной конструктивной ¡мой обеспечивают устойчивую прибавку урожаев гречихи на 35,29 % и озимой ржи - на 19,5-20,1 %.

Экономическая эффективность усовершенствованной технологии ;ева зерновых культур на твердое посевное ложе и разработанного шика с уплотнителем почвы определена в соответствии со стандарт-I методикой. Расчеты показывают, что их внедрение позволит полу-•ь экономический эффект за счет увеличения урожая в размере 230,I ¡/га в год (по ценам на 1.01.1990 г.).

0ЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Применение на черноземе оподзоленном тяжелосуглинистом в овиях Лесостепи усовершенствованной технологии посева зерновых ьтур повышает их урожайность на 19,5-38,9 %; в т.ч. - за счет личения глубины предпосевной культивации почвы до 8-9 см на 7-26,'6 % и за счет использования сошника с уплотнителем почвы 6,8-10,3 %.

2. Увеличение урожая зерновых культур, высеянных на твердое евное ложе, обусловлено повышением в 1,15-1,20 раза темпов рос-растений на ранних этапах органогенеза. При этом темпы роста за-ят от рационального соотношения параметров агрофизического со-

стояния почвы (плотности сложения и твердости) в односантимётр вых горизонтах - средней глубины заделки семян и двух смежных ним. Обеспечение при посеве в зоне заделки семян рационального отношения параметров агрофизических свойств почвы приведет к б лее ранним (на двое-трое суток) началам фенологических фаз мае вого цветения и созревания растений.

3. Разработанный способ оценки технологического процесса ] сева семян обеспечивает условия для идентификации роста и разв: тия растений, полученных из семян, высеянных на твердое посев« ложе и в рыхлую почву.

4. Использование разработанного способа оценки технологич«

что

кого процесса посева семян позволило установить, существующая 1 нология посева и технические средства для ее осуществления не < печивают в полной мере размещение семян на твердое посевное ло; Наибольшая вероятность высева семян на твердое посевное ложе с дартными двухдисковыми сошниками зернотуковой сеялки равна 30,'

5. Разработанная конструкция двухдискового сошника зернот? вой сеялки для высева семян на твердое посевное ложе обеспечив; выполнение следующих технологических операций: образование на : данной глубине посевной борозды, локальное уплотнение почвы на дне, размещение семян на уплотненной поверхности. Конструкция < ника включает дисково-наральниковый бороздообразователь, гладке скользящий салазковый уплотнитель, гравитационно-желобчатый се> направитель и пластинчатый семепочвоотражатель.

6. Методом дисперсионного анализа установлено, что влияние месторасположения уплотнителя на качество высева семян на твep^ посевное ложе составляет 42-54 %, способа крепления уплотнител* 11,5-21,1 %, скорости посева - 12,3-16,5 %. При скоростях посе] 2,1-3,5 м/с лучшее качество заделки семян на твердое посевное : же обеспечивается сотником, у которого уплотнитель неподвижно г

реплен впереди осей вращения дисков.

7. Сравнительные натурные испытания стандартного и разработан-ого сошников зернотуковой сеялки показали, что предлагаемый сош-ик позволил повысить в 2,9 раза равномерность распределения сеян по глубине заделки, улучшить на 4,4-15,1 % равномерность рас-ределения всходов растений по длине рядка, увеличить вероятность асева семян на твердое посевное ложе до 79,2 % и полевую всхо-зсть на 8-9 %. 1

8. Экономическая эффективность от внедрения усовершенствован-эй технологии посева зерновых культур на твердое посевное ложе и заработанного сошника с уплотнителем почвы составляет 230,I руб/

1 в год (по ценам на 1.01.1990 г.).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При посеве гречихи и озимой ржи на черноземе оподзоленном икелосуглинистом в условиях Лесостепи предпосевную культивацию )чвы следует проводить на глубину 6-9 см, что обеспечит рациональ-зе соотношение параметров агрофизического состояния почвы в зоне 1Сположения посевного ложе: плотности сложения - 1,15-1,20 г/смэ твердости - 0,35-0,40 МПа.

2. Для внедрения усовершенствованной технологии посева зерно-к культур необходимо использовать двухдисковые сошники с уплот-1телем дна посевной борозды, которые можно изготовить в ремонтной ютерской хозяйств путем переоборудования стандартных двухдиско-к сошников существующих зернотуковых сеялок.

3." Способ оценки технологического процесса посева зерновых 'льтур рекомендуется использовать в научно-исследовательских и юектно-конструкторских организациях, которые осуществляют разра->тку систем контроля и управления качеством работы зернотуковых ялок.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Метод регрессивного анализа посевных качеств семян сельс хозяйственных культур. Дути повышения урожайности и качества прс дукции полевых культур: Сб.науч.тр. - Харьков: ХСХИ, 1982, ч.2Ьг, С. 10-15.

2. Имитационное моделирование технологических процессов пос ных машин с помощью ЭВМ / Изыскание и исследование рабочих орга} сельскохозяйственных машин: Тез.докл. IX Всесоюз.научн.- техн.кс молодых ученых. -М.: ВИСХОМ, 1962, с.80-61.

3. Системный биоэнергетический подход к проектированию тех> логических процессов посевных машин / Совершенствование рабочих гадав сельскохозяйственных машин: Сб.науч.тр. - Харьков: ХСХИ,К т.289. С.27-33.

4. О рациональном использовании энергии питательных вешест] семян кукурузы при их прорастании в почвенном субстрате / Пути г вышения урожайности и качества продукции растениеводства: Сб.на} тр. - Харьков: ХСХИ, 1984. т. 308. С.33-38.

5. Применение микрокалькуляторов для контроля качества тех! логических процессов МТА // Механизация и электрификация с.-х.Е - № 10. - с.10-11. (Соавтор М.А.Иванов).

6. Оценка статистических характеристик положения "твердого' ложе в посевной борозде по методу "срединной" плоскости / Со вер ствование зональных систем машин и пути повышения производитель] ти труда в сельском хозяйстве: Тез.докл.респ.науч. - техн.конф. Киев: УНИЙМЭСХ, 1984. с.24-25. (Соавторы А.П.Кутепов, М.А.Ивано: и др.).

7. Влияние глубины предпосевной культивации на заделку сем. Земледелие. - 1985. - № 3. с. 43-44. (Соавторы В.И.Шаринов, М.А Ивано в и др.).

б. Агротехническое обоснование значимости факторов, о преде,

них стабильную глубину заделки семян / Проблемы конструирования технологии производства сельскохозяйственных машин: Тез.до гл. зсп. науч.-техн.конф. - Кировоград: ¡1ИСЫЛ985 с.20-21. Соавтор М.А.Иванов).

9. Применение микрокалькуляторов при анализе результатов ис-¿таний машин // Механизация и электрификация с.-х. - 1966.

№ 2. - с.10-11. (Соавтор М.А.Иванов).

10. А. с. 1250194 (СССР). Двухдисковый сошник для высева се-ш сельскохозяйственных культур / Полтавский с.-х.институт; Авт. зобрет. Г.А.Сорока, В.И.Жаринов, К.А.Иванов и др. Заявл. I9.il. Э64. Опубл. 15.08.1985. МКИ А 01 С 7/20.

11. А. с. 1327816 (СССР). Способ оценки технологического про-¡сса заделки семян по глубине сошниками сеялки / Полтавский с.-х. ютитут; Авт.изобрет. I'.А.Сорока. Заявл.25.11.1985. Опубл.07.08. 187. МКИ А 01 С 7/00.

12. А. с. 1491359 (СССР). Двухдисковый сошник для высева сем сельскохозяйственных культур / Полтавский с.-х. институт; 1Т.изобрет. Г .А. Сорока, А.А.Сорокин, И.НЛ'оревой и др.

лвл. 17.12.1987. Опубл. 07.07.1989. ММ А 01 С 7/20.

13. А. с. 1563513 (СССР). Способ оценки технологического про-сса посева семян / Полтавский с.-х. институт; Авт.изобрет.Г.А.Сока, М.И.Сердюк, И.Н.Горевой и др. Заявл.25.02.1968. Опубл.15.05. 90. МКИ А 01 С 7/00.

14. Анализ трансгрессирующих рядов распределений вероятностей учайных величин (на укр.яз.) / Тез.докл.науч.-произв.конф.,пос-щ.70-летих ин-та. - Полтава: ПСХИ.1990.С.120. (Соавтор А.П. осчастъев).

15. А. с. 1662387 (СССР). Способ посева семян сельскохозяйствен-х культур и устройство для его осуществления / Полтавский с.-х. статут; Авт.изобрет. Г.А.Сорока, В.Д.Муха, М.И.Хейло и др.

Заявл. 27.0S.I9b9. Опубл. 15.07.1991. МКН А 01 С 7/00, 7/20.

15. А. с. 1571183 (СССР). Способ оценки технологического пр цесса посева семян / Полтавский с.-х. институт; Авт. изобрет. А.П.Коломиец, Г.А.Сорока. Заявл. 29.09.1989. Опубл. 23.06.1991. МХИ А 01 С 7/00.