Совершенствование технологического процесса полосового посева семян лука с обоснованием параметров подпочвенно-разбросного сошника

Лук принадлежит к древнейшим культивируемым человеком растениям. Выращивать его начали в центральной Азии еще в доисторическую эноху не только как ценнейший пищевой продукт, но и как действенное средство народной медицины [1]. Лук, особенно острые сорта, отличается от других овощных культур повышенным содержанием витаминов и фитонцидов. Все это делает его незаменимым продуктом на нашем столе.

Однако производство репчатого лука как в целом по Российской Федерации, так и цо отдельным регионам не полностью удовлетворяет потребности населения. Так, при рекомендуемой норме потребления 8. 12 кг лука на человека в год, потребление составляло всего лишь 2,5.4,0 кг [2]. Низкий уровень обеспеченности населения объясняется многими причинами экономического, технологического и организационного характера: большими трудовыми и материальными затратами, недостаточным уровнем механизации и концентрации производства.

В настоящее время выращивание лука-репки из севка является самым распространенным и наиболее освоенным способом, применяемым в средней полосе Российской Федерации, а также в северной части европейских стран. Считается, что здесь этот способ обеспечивает 75% продукции всего урожая лука [3]. В настоящее время из-за резкого повышения цен на энергоносители, удобрения, пестициды и сельхозмашины производство репчатого лука острых сортов, выращиваемого в севочной культуре, стало нерентабельным, а товарная продукция потеряла конкурентоспособность из-за высокой ее себестоимости. Как известно, в структуре себестоимости лука-репки 60−70% занимают затраты ручного труда на операциях по уходу и уборке. Механизированная уборка применяется на небольших площадях, а севок убирается почти повсеместно вручную. Это объясняется повышенным содержанием свободной почвы в ворохе лука машинной уборки, при применении известных способов посева. В используемых сегодня способах и схемах посева семян лука до 60−70% поверхности поля находится под Междурядьями основными источниками поступления почвенных примесей в убранный валок) и только около 30% - непосредственно занято культурными растениями. Результаты исследований ведущих научно-исследовательских организаций (НИИОХа, ВИМа, Украинского НИИ овощеводства и бахчеводства, Молдавского НИИ орошаемого земледелия и овощеводства и ряда других) [4], показывают, что наиболее перспективным можно считать полосовой способ посева семян лука с шириной полос более 25 см. Данный способ посева позволяет увеличить площадь, непосредственно занятую культурными растениями, улучшить условия произрастания и увеличить в итоге урожайность лука-севка. В настоящее время реализация этого способа сдерживается отсутствием высокоэффективных конструкций соответствующих посевных машин. Серийные овощные сеялки типа СО-4,2 и СУПО-6 и ряд других посевных машин не позволяют выполнять сев полосовым способом. В этой связи задача увеличения урожайности лука-севка и улучшения его качественных показателей путем разработки и внедрения технологии полосового посева, выполнение которой осуществляется сошником для подпочвенно-разбросного посева семян лука, является актуальной.

Поэтому, основные объекты исследований — технологический процесс полосового посева, геометрические и кинематические параметры, а также режимы работы полосового нодиочвенно-разбросного сошника с лопастным активатором.

Приведенные в работе теоретические исследования выполнялись с использованием методов теоретической механики и прикладной математики. В экспериментальных исследованиях нашли применение вариационная статистика и математическая теория планирования эксперимента. Лабораторные и полевые исследования проводились в соответствии с действующими ОСТами и частными методиками. Обработка результатов исследований осуществлялась методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием ПЭВМ.

На основании выполненных исследований на защиту выносятся:

— обоснование технологического процесса полосового посева семян лука подпочвенно-разбросным сошником с лопастным активатором;

— результаты лабораторного исследования физико-механических свойств семян лука сорта «Бесеоновский местный»;

— теоретические исследования предложенного технологического процесса посева семян лука, осуществляемого с применением нового сошника (Патент РФ № 2 120 722 [5] (см. приложение 1);

— экспериментальные зависимости влияния различных факторов на оценочные показатели технологического процесса высева семян лука предлагаемым сошником и оптимизация его геометрических и кинематических параметров;

— результаты производственной проверки сеялки, оснащенной предложенными сошниками и экономическая оценка результатов исследования.

7. Общие выводы.

1. Анализ результатов исследований ведущих научно-исследовательских организаций показал, что наиболее перспективным способом посева семян лука на севок можно считать — полосовой способ, при этом эффективность его тем выше, чем больше ширина засеваемой полосы, равномерность распределения семян по глубине и площади питания.

2. Предложена технология полосового подпочвенно-разбросного посева семян лука по схеме 90+50, разработана конструкция сошника для ее осуществления (патент РФ № 2 120 722).

3. Теоретическими исследованиями установлены аналитические зависимости, характеризующие закон движения частиц почвы сходящих с лопастей активатора (формула 3.20) — значение абсолютной скорости частиц почвы (формула 3.16) — получены выражения (3.24, 3.26, 3.28) для определения дальности и времени полета почвенных частиц, отбрасываемых лопастями активатора. На основании полученных уравнений определены основные геометрические и кинематические параметры сошника с лопастным активато.

Л Л ром: угол постановки лопастей — а=4 .20 и показатель кинематического режима — 1=2,0.2,6.

4. Лабораторные исследования позволили установить, что изменение поступательной скорости движения сошника в диапазоне 4.9 км/ч не оказывает существенного влияния на форму и параметры профиля поверхности почвы перед стойкой сошника. При глубине заделки семян Н=30 мм максимальная величина подъема почвы по линии симметрии лапы сошника составляет 35,5±1,4 мм. Наилучшие показатели распределения семян лука по площади питания обеспечиваются семяраспределителем, выполненным в качестве делителя потока в виде установленных друг за другом двухскатных лотков, верхние поверхности граней которых расположены в одной плоскости, а каждая грань заднего лотка выполнена большей длины, чем соответствующая грань переднего лотка. Получены оптимальные значения геометрических параметров семяраспределителя и сошника: зазор между стенкой семяпровода и задней гранью семяраспределителя т=4.8 ммдлина второй ступени (лотка) семяраспределителя ?=4.8 ммширина второй ступени (лотка) семяраспределителя ё=12.16 мм. Необходимая высота свободного падения семян лука, обеспечивающая достаточную равномерность распределения семян по площади рассева -11,=0,7. 1,1 м.

5. На основе анализа уравнения регрессии второго порядка (4.42), полученного при реализации грехфак горного эксперимента униформ-роготабельиого плана, определены оптимальные значения геометрических и кинематического параметров сошника с лопастным активатором: угол постановки лопастей — а=20°.24°- расстояние между нижней рабочей кромкой лопасти активатора и поверхностью лапы сошника Ь=18.22 ммсоотношение поступательной скорости сошника и окружной скорости концов лопастей активатора (показатель кинематического режима) — А=2,1.2,2.

6. Лабораторно-полевые и производственные испытания экспериментальной сеялки для посева семян лука, разработанной и изготовленной по материалам исследований совместно с АО «Белинсксельмаш», подтвердили целесообразность применения полосового подпочвенно-разбросного сошника с лопастным активатором на посеве семян лука на севок, а также достоверность теоретических и лабораторных исследований.

7. Применение сеялки с разработанными сошниками обеспечивает прибавку урожая лука-севка от 1,8 до 6,3 т/га (в среднем на 35−39%), в зависимости от нормы высева. При норме высева 15. 18 млн.шт./га., урожайность лука-севка достигает 13 т/га, его качественные показатели как семенного материала, при этом оптимальны.

8. Экономические расчеты показывают, что эксплуатационные издержки при посеве семян лука разработанными сошниками, снижаются на 0,6 руб./га., при этом экономия от снижения эксплуатационных затрат и получения дополнительной продукции составляет 22 680,3 руб./га (в ценах на 1 января 1999 года). Годовой экономический эффект на одну машину составил 3125 тыс. руб. Сеялка с предлагаемыми подпочвенно-разбросными сошниками окупится после посева 1,3 га.