Оптическая система предпосевной обработки семян

УДК 628.9:636.5.6

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН © 2018 г. В.С. Газалов, Н.Е. Пономарева, В.Н. Беленов

Интенсификация сельскохозяйственного производства, в частности растениеводства, подразумевает повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Увеличить продуктивность растений можно благодаря выявлению скрытого потенциала семян, а следовательно, благодаря улучшению их посевных качеств. Для этого могут использоваться как химические препараты, так и методы физического воздействия. Предпосевная стимуляция семян сельскохозяйственных культур за счет энергии ультрафиолетового излучения является одним из эффективных физических методов улучшения показателей, характеризующих их продуктивные качества. При правильном подборе параметров воздействия оптического излучения на семена, за счёт активизации биофизических процессов, можно добиться наилучших показателей, характеризующих посевные качества семян (энергии прорастания и всхожести). На равномерность, а следовательно, эффективность предпосевной обработки семян существенное влияние оказывают конструктивные особенности установки, в которой проводится такая обработка. Равномерность повышается в случае использования объемных электрооптических преобразователей, в которых семена перемещаются относительно источников излучения под действием силы тяжести. В этом случае поток семян имеет меньшую плотность, а следовательно обладает большим коэффициентом пропускания потока ультрафиолетового излучения. Повышению равномерности обработки способствует снижение коэффициента пульсации потока излучения. Для этого используются соответствующие схемы включения источников, обеспечивающие сдвиг времени между их потоками излучения. По мнению многих исследователей, ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн 302-365 нм оказывает стимулирующее воздействие на семена сельскохозяйственных культур. Указанный диапазон соответствует области, в которой коэффициент поглощения излучения семенами достигает 80-85%, что также повышает эффективность обработки.

Ключевые слова: предпосевная стимуляция, посевные качества семян, ультрафиолетовое излучение, объемный электрооптический преобразователь, яровой ячмень.

Intensification of agricultural production, in particular crop implies increased crop yields. Increase the productivity of the plants can be by identifying latent potential of seeds, and hence, by improving their seeding qualities. This can be used as chemical drugs and physical pressure. Presowing seed crops stimulation due to the energy of ultraviolet light is an effective natural method to improve indicators characterizing their productive qualities. When selecting effects of optical radiation on seed, due to intensification of the biophysical processes it can be achieved the best possible indicators crop seed quality (growth and germination energy). For uniformity, and hence the effectiveness of seed treatment significantly influenced by structural features of the installation, in which such processing. Uniformity is increased if it is used 3-d electro-optical converters, in which seeds move relative to the sources of radiation under gravity. In this case, the seed flow has less density, and therefore has a large stream of ultraviolet radiation transmittance. Improving the uniformity of processing contributes to the reduction of the rate of radiation flux pulsation. To do this, use the appropriate scheme of inclusion of sources, providing time shift between their fluxes. According to many researchers, ultraviolet radiation in the wavelength range 302-365 nm has a stimulating effect on crop seeds. Specified range corresponds to an area in which the coefficient of absorption of radiation seeds reaches 80-85%, which also increases the effectiveness of treatment.

Keywords: presowing stimulation, seeding quality of seeds, ultraviolet radiation, surround the electro-optical converter, spring barley.

Введение. В семенах в процессе прорастания на скорость биохимических процессов влияют ферменты и витамины [1]. Под действием энергии ультрафиолетового излучения изменяется электрическое состояние молекул вещества, в том числе молекул клеточных мембран и биоколлоидов. Это способствует активизации обменных процессов между клеткой и окружающей средой, что актуально для семян в момент их прорастания, так как в этом случае обеспечивается более быстрый доступ воды и питательных веществ к зародышу, усиливаются дыхание и ростовые процессы, что создаёт благоприятные условия для дальнейшего роста и развития растений [1- 4]. Ультрафиолетовое из-

лучение в области А и В, оказывая положительное влияние на энергию прорастания семян и их всхожесть, тем самым способствует более быстрому их развитию, и, в конечном счёте, повышению продуктивности. Дополнительным доводом в пользу применения ультрафиолетового излучения является максимальный коэффициент поглощения излучения семенами в указанной области, он может достигать 80-85% [5].

Методика исследований. В ходе экспериментов, проведённых на семенах озимой пшеницы «Зерноградка-9», были установлены рациональные диапазоны длин волн и экспозиций, которые соответственно составили 302365 нм и экспозиций 47-60 Вт-с/м2 [4, 6].

а - общий вид; б - диаграмма вращающегося оптического излучения Рисунок 1 - Объемный электрооптический преобразователь для предпосевной обработки семян

Но так как оптические свойства семян других культур могут отличаться, для ячменя сорта «Ратник» указанные параметры требуют уточнения. Свойство ультрафиолетового излучения оказывать положительное влияние на показатели, характеризующие посевные качества семян, использовалось для предпосевной стимуляции ярового ячменя сорта «Ратник». Для обработки использовался трубчатый облучатель (рисунок 1), выполненный на основе материалов, изложенных в патенте РФ № 2278492 [6]. Экспозиция менялась за счёт изменения числа работающих источников излучения. Для химической обработки зерна применялся препарат «Винцит Форте, кс».

Для создания ультрафиолетового излучения в областях спектра А и В использовались лампы ЛЭ-30, максимум спектральной плотности излучения которых лежит в диапазоне длин волн 300-330 нм [7]. Изменение уровня экспозиции достигалось за счёт изменения количества включённых источников излучения. Также в ходе эксперимента изменялись параметры химической обработки (таблица 1). Эксперимент и обработка результатов проводились в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 1203884 [8], также была использована программа STATISTIC 6.0.

Таблица 1 - Результаты экспериментов по выявлению влияния ультрафиолетового излучения на энергию прорастания, всхожесть и длину ростков ячменя «Ратник»

№ п/п Количество работающих источников Процент от нормы протравителя Длина ростков, мм Энергия прорастания, % Всхожесть, %

1 0 0 77,6 81,7 85,0

2 0 100 24,3 67,7 79,7

3 1 60 93,7 89,5 95,7

4 1 90 80,6 86,0 93,0

5 3 60 73,6 85,0 93,0

6 3 90 58,6 71,3 85,7

7 5 60 66,9 85,7 91,7

8 5 90 74,6 89,0 93,0

Результаты исследований и их обсуждение. В ходе обработки были получены уравнения регрессии, устанавливающие взаимосвязь между показателями, характеризующими посевные качества семян, и параметрами обработки. Уравнение регрессии (1) описывает

зависимость всхожести семян от числа включенных источников (что в свою очередь влияет на экспозицию) и количества протравителя. Графическая интерпретация зависимости приведена на рисунках 2, 3.

Всхожесть, %

100т 90 80' 70 60 50 40 30 20 10 0

1 3 Количество ламп, шт

100

75

Всхожесть, %

90-100  80-90

70-80

60-70

50-60

40-50

30-40

20-30

10-20  0-10

Процент от нормы протравителя, %

Рисунок 2 - Объемная графическая интерпретация модели всхожести семян ярового ячменя сорта «Ратник» по уравнению

Шв = 84,8462 + 0,715 • л: - 9,199 • у - 0,0075 • + +0,0866-х -у + 0,426-у2,

где х - процент протравителя от нормы; у - количество работающих источников.

Проверка адекватности уравнения регрессии влияния на всхожесть растений процента от нормы протравителя и количества ламп производилась на основе вычисления Р-кри-терия Фишера [9]:

12 п — т

<?2

/г =. и '

т-1

где вш - дисперсия зависимой переменной (всхожесть); воет - остаточная дисперсия; п - число вариантов; т - число факторов.

„2 _

п

П

я2 = —

ост

п

где Щ - теоретические, расчётные значения

/V

(всхожести ), %;

- экспериментальные значения (всхожести №3), %;

Ж, - среднее значение (всхожести Жвг), полученное по экспериментальным данным, %.

Р-критерия Тогда

Расчёты по определению представлены в таблице 2.

о2 210,90 _ ~ 41,87 _ ^ = = 26,36. = = 5,23.

8

8

26,36 8-2

5,23

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Процент от нормы протравителя,%

=30,22. 2-1

Всхожесть, %

95-100

90-95

85-90

80-85

75-80

70-75

65-70

60-65

55-60

50-55

45-50  40-45

35-40

30-35

25-30

20-25

15-20

10-15

1 3 5 7 9

Количество ламп, шт. '

Рисунок 3 - Графическая интерпретация на плоскости модели всхожести семян ярового ячменя сорта «Ратник» по уравнению

Таблица 2 - Расчетные значения, необходимые для исчисления ^ и £

Номер опыта W ^ - )2

1 85,0 21,28 84,846 0,02

2 79,7 98,26 81,346 2,71

3 95,8 37,67 97,169 2,01

4 93,0 11,48 87,467 30,61

5 93,0 11,48 92,571 0,18

6 85,8 14,92 88,065 5,36

7 91,7 4,36 91,381 0,10

8 93,0 11,48 92,071 0,86

Сумма 716,9 210,90 714,92 41,87

Сравнив полученное в результате обработки значение критерия Р с критическим Ркрит=5,9874 для принятого уровня значимости 0,05 и числа степеней свободы и=т-1=2-1=1 и и2=8-2=6, делаем вывод о том, что данное уравнение регрессии статически значимо.

Анализ результатов говорит о том, что факторы оказывают неоднозначное влияние.

УФ-излучение повышает всхожесть семян, протравитель наоборот снижает, а положительный эффект от протравливания проявляется на более поздних стадиях развития растения. Поэтому поверхность отклика (см. рисунок 2) имеет сложную форму. Тем не менее, можно говорить о том, что при использовании протравителя в количестве 35-72% от нормы всхожесть дости-

гает максимального значения при одном работающем источнике. При увеличении этого параметра до 70-95% наилучшие результаты достигаются при количестве источников, равном 6.

Аналогичным образом были получены и проверены на адекватность уравнения регрессии второго порядка, описывающие зависи-

Энергия прорастания, %

100i 90 80 70 60 50 40 30 20 10

40 50

Процент от нормы протравителя, %

мость энергии прорастания семян и длины ростков ярового ячменя сорта «Ратник» от числа работающих ламп объемного преобразователя и процента от нормы протравителя (уравнения (5) и (6)). Графическая интерпретация уравнения (5) приведена на рисунках 4, 5.

ШШШ

Энергия прорастания, %

90-100

80-90

70-80

60-70

50-60

40-50

30-40

20-30

10-20  0-10

9

70

80

90

Количество ламп, шт.

100

Рисунок 4 - Объёмная графическая интерпретация модели энергии прорастания

по уравнению

Энергия прорастания, %

Количество ламп, шт.

Область рациональных режимов

0

11 9 7 5 3 1

15 22,5 30 37,5 45 52,5 60 67,5 75 Процент от нормы протравителя, %

95-100

90-95

85-90  80-85

75-80

70-75

65-70

60-65

55-60

50-55

45-50

40-45

Рисунок 5 - Графическая интерпретация на плоскости модели энергии прорастания семян ярового ячменя сорта «Ратник» по уравнению

Ж, = 81,4564+ 0,9875-л:-18,7354-у-0,0109-х +

,

+0,1404 -у + 1,4462-/.

Расчеты по определению Р-критерия по уравнениям (5) и (6) приведены в таблицах 3 и 4 соответственно.

Таблица 3 - Расчетные значения, необходимые для исчисления ^ и £ост

Номер опыта W ^ - )2

1 81,7 0,09 81,4564 0,06

2 67,8 202,88 71,2064 11,95

3 89,5 56,34 92,6012 9,62

4 86,0 16,05 77,3882 74,16

5 85,0 9,04 83,5480 2,11

6 71,3 114,36 76,7590 29,80

7 85,7 13,74 86,0644 0,13

8 89,0 49,09 87,6994 1,69

Сумма 655,95 461,58 656,7200 129,52

Длина ростков, мм 200 180 160 140 120 100 80 60 40

20 , 0

40 50

Процент от нормы протравителя, %

70

80

90

100

Длина ростков, мм

180-200  160-180

140-160

120-140

100-120  80-100  60-80

40-60

20-40

0-20

Количество ламп, шт.

Рисунок 6 - Объёмная графическая интерпретация модели длины ростков

ярового ячменя

^=^ = 57.70.

Тогда

Т7

8

57,70 8-2

16,19 2-1 Анализ графических интерпретаций уравнения (5), устанавливающих взаимосвязь между энергией прорастания семян ярового ячменя

51=^ = 16,19. 21,38)5,9874.

сорта «Ратник», числом работающих источников в установке (объемном электрооптическом преобразователе) и фактором, характеризую-

щим химическую обработку (процент от нормы протравителя), позволяет говорить о том, что максимальная энергия прорастания достигается при концентрации протравителя 60-100% от нормы и количестве работающих источников, равном 6.

Ц^гт =76,9028 +2,0316-Л:

Зависимость длины ростков семян ярового ячменя сорта «Ратник» от числа работающих источников объёмного преобразователя и процента от нормы протравителя «Винцит Форте, кс» описывается уравнением регрессии (6) второго порядка.

д---, Л 37,192- у-0,0247- Л:2 +

+0,413 • л: • у + 0,6253 • у2.

Графическая интерпретация данного уравнения приведена на рисунках 6 и 7. Расчеты по определению Р-критерия по данной модели представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Расчётные значения, необходимые для исчисления ^ и £

Номер опыта W ^ - )2

1 77,6 78,54 76,903 0,49

2 24,3 1974,69 33,063 76,79

3 93,7 623,13 98,092 19,29

4 80,6 140,72 60,280 412,90

5 73,6 23,64 78,270 21,81

6 58,6 102,77 65,239 44,07

7 66,9 3,38 63,451 11,89

8 74,6 34,37 75,199 0,36

Сумма 549,9 2981,24 550,500 587,60

Длина ростков, мм

Область рациональных режимов

Количество ламп, шт.

0

11 9 7 5 3 1

52,5 60 67,5 75 82,5 90 97,5 Процент от нормы протравителя, %

195-200

190-195

185-190

180-185

175-180

170-175

165-170

160-165

155-160

150-155

145-150

140-145

135-140

130-135

125-130

120-125

115-120

110-115

Рисунок 7 - Графическая интерпретация на плоскости модели длины ростков ярового ячменя сорта «Ратник» по уравнению

S

W

2981,24 8

372,65.

Si

587,60 8

73,45.

Тогда

F =

372,65 8-2

73,45 2-1

= 30,44)5,9874.

Анализ графических интерпретаций уравнения (6) (см. рисунки 6 и 7) говорит о сложной взаимосвязи между длиной ростков ярового ячменя сорта «Ратник», числом работающих источников объёмного преобразователя и процентом от нормы протравителя «Винцит Форте, кс». Максимальный эффект достигается при концентрации протравителя 80-100% от нормы и количестве работающих источников более 6.

Выводы

1. Предпосевная стимуляция в объёмных электрооптических преобразователях способствует повышению равномерности обработки семенного материала, так как поток семян находится в преобразователе в состоянии свободного падения. Этому также способствует то, что в облучателе создаётся не пульсирующее, а вращающееся поле оптического излучения [4, 6, 10, 11].

2. Ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн 302-365 нм оказывает стимулирующее воздействие на семена сельскохозяйственных культур. В качестве источника излучения могут использоваться лампы ЛЭ-30.

3. Полученные по результатам обработки экспериментальных данных модели, отражающие взаимосвязь между показателями качества семян (энергией прорастания, всхожестью, длиной ростков) и факторами обработки (числом включенных ламп и процентом от нормы протравителя), адекватны.

4. Факторы эксперимента - число работающих источников и процент от нормы протравителя - оказывают неоднозначное, разнонаправленное влияние на показатели, характеризующие посевные качества семян [12]. Основная цель обработки зерна химическими препаратами типа «Винцит Форте, кс» - борьба с болезнями растений. Положительный эффект от такой обработки проявляется на более поздних этапах. Но плёнка, которую эти препараты образуют на поверхности зерна, преграждает путь питательным веществам. Ультрафиолетовое излучение, уровень энергетического воздействия которого характеризуется экспозицией излучения, а соответственно зависит от количест-

ва работающих источников, наоборот, уже на начальных этапах оказывает стимулирующий эффект.

5. Показатели качества семян для всех моделей достигают максимальных значений при следующем сочетании факторов: концентрации протравителя в диапазоне 80-100% и числе работающих источников, равном 6.

Литература

1. Алферова, Л.К. Уф-излучение в растениеводстве защищенного грунта / Л.К. Алферова, Л.Ю. Юферев, А.Ю. Евдосеева // Труды международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» - 2010. - Т. 3. - С. 297302.

2. Установка для повышения посевных качеств семян длинноволновым ультрафиолетовым облучением / Д.А. Корепанов, В.Ю. Романов, Е.А. Васенев, С.И. Нигма-тулин // Вестник Поволжского государственного технологического университета. - 2014. - № 1(21). - С. 62-68.

3. Башилов, А.М. Оптико-электронная система активизации семян растений / А.М. Башилов, М.В. Беляков // Международный научный журнал. - 2008. - № 1. -С. 30-33.

4. Газалов, В.С. Оценка посевных качеств семян ярового ячменя сорта «Ратник» после обработки оптическим излучением / В.С. Газалов, К.Н. Буханцов, Н.Е. Пономарева // Ресурсосберегающие технологии и техническое обеспечение инновационного развития агропромышленного комплекса. - Зерноград: СКНИИМЭСХ, 2010. - С. 180-183.

5. Гордеев, Ю.А. Биоактивация семян культурных растений ультрафиолетовыми и плазменными излучениями / Ю.А. Гордеев, Р.З. Юлдашев // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - СПб., 2011. - № 24. - С. 343-348.

6. Пат. 2278492 РФ, МПК А01 С1/00. Устройство для предпосевной обработки семян оптическим излучением / Газалов В.С., Пономарева Н.Е.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. - № 2004129357/12; заявл. 05.10.2004; опубл. 27.06.2006 // БИПМ. - 2006. -№ 18.

7. Источники света, приборы осветительные, облучатели и их компоненты. Каталог 2018 г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://vniiis.su/images/ documents/katalog_niiis_2018.pdf.

8. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Метод определения всхожести. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 53 с.

9. Гусаров В.М. Общая теория статистики / В.М. Гусаров. - М.: ЮНИТИ, 2008. - 526 с.

2

10. Газалов, В.С. Оценка изменения равномерности облучения семян при их обработке в объемных электрооптических преобразователях / В.С. Газалов, Н.Е. Пономарева // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сборник научных трудов ФГБОУ ВПО АЧГАА. - 2011. - Вып. 8. - Т. 1. -Зерноград, 2011. - С. 145-149.

11. Газалов, В.С. Регулирование экспозиции УФ-излучения при проведении предпосевной обработки семян в объемном электрооптическом преобразователе / В.С. Газалов, Н.Е. Пономарева // Ресурсосберегающие технологии: возделывание и переработка сельскохозяйственных культур: сб. научн. тр. Междунар. науч.-техн. конференции: «Ресурсосберегающие технологии и инновационные проекты в АПК», 14-15 апреля 2009 г., г. Зерноград, ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 2009. - С. 264-269.

12. Газалов, В.С. Регрессионная модель процесса комбинированной предпосевной обработки ячменя «Ратник» оптическим излучением и химическим протравителем / В.С. Газалов, А.В. Брагинец, Н.Е. Пономарёва // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2016. -№ 05(119). - IDA [article ID]: 1191605033. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/ 2016/05/pdf/33.pdf.

References

1. Alferova L.K., Yuferev L.Yu., Evdoseeva A.Yu. UF-izluchenie v rastenievodctve zaschischennogo grunta [UV-radiation in plant growing on sheltered ground]: trudy mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii ««Ener-goobespechenie i energosberezhenie v sel'skom kho-zyastve», 2010, T. 3, pp. 297-302.

2. Korepanov D.A., Romanov V.Yu., Vasenev E.A., Nigmatulin S.I. Ustanovka dlya povysheniya posevnykh ka-chestv semyan dlinnovolnovym ultrafioletovym oblucheniem [Installation for in creasing seed qualities of seeds ultraviolet irradiation], Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhno-logicheskogo universiteta, 2014, No 1(21), pp. 62-68.

3. Bashilov A.M., Belyakov M.V. Optiko-elektronnaya sistema aktivatsii semyan rasteniy [Opto-electronic system for revitalization of the plant seeds], Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal, 2008, No 1, pp. 30-33.

4. Gazalov V.S., Bukhantsov K.N., Ponomareva N.E. Otsenka posevnykh kachestv yarovogo yachmenya sorta «Ratnik» posle obrabotki opticheskim izlucheniem [Sowing seed qualities evaluation of spring barley varieties are the «Warrior» after processing optical radiation], Resursosbere-gauyschie tekhnologii i tekhnicheskoe obespechenie innovat-sionnogo razvitia agropromyshlennogo kompleksa, Zerno-grad, SKNIIMESKH, 2010, pp. 180-183.

5. Gordeev Yu.A., Uldashev R.Z. Bioaktivatsiya se-myan kul'turnykh rasteniy ultrafioletovym i plazmennym izlu-cheniyami [Bioactivation of crop seeds by ultraviolet and plasma radiation], Izvestiya S.-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, S.-Peterburg, 2011, No 24, pp. 343-348.

6. Gazalov V.S., Ponomareva N.E. Ustroystvo dlya predposevnoy obrabotki semyan opticheskim izlucheniem [Device for processing presowing seed optical radiation], pat. RU No 2278492, MPKA01 S1/00, FGOU VPO ACHGAA, No 2004129357/12, zayavl. 05.10.2004, opubl. 27.06.2006, BIPM, 2006, No 18.

7. Istochniki sveta, pribory osvetitel'nye, obluchateli i ikh komponenty [Light sources, lighting devices, irradiators and their components], Catalog 2018 g. [Elektronyy resurs], Rezhim dostupa: https://vniiis.su/images/documents/ kata-log_niiis_2018.pdf.

8. GOST 12038-84. Semena sel'skokhozyastvennykh kul'tur. Metod opredeleniya vskhozhesti [Seeds of agricultural crops. Method of determination of germination], M., Izda-tel'stvo standartov, 1985, 53 pp.

9. Gusarov V.M. Obschaya teoriya statistiki [General theory of statistics], M.,YUNITI, 2008, 526 pp.

10. Gazalov V.S., Ponomareva N.E. Otsenka izme-neniya ravnomernosti oblucheniya semyan rasteniy pri ikh obrabotke v ob'emnykh elektroopticheskikh preobrasovate-lyakh [Score changes the uniformity of irradiation of seeds as they are processed in 3-d electro-optical converters], Electro-tekhnologii i elektrooborudovanie v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve: sbornik nauchnykh trudov FGBOU VPO ACHGAA, Vyp. 8, T. 1, Zernograd, 2011, pp. 145-149.

11. Gazalov V.S., Ponomareva N.E. Regulirovanie ekspozitsii UF-izlucheniya pri provedenii predposevnoy obra-botki semyan v ob'emnom elektrooptichtskom preobrazova-tele [Regulation of UV-radiation exposition when conducting presowing treatment of seeds in bulkyelectro-optical converter], Resursosberegayushie tekhnologii: vozdelyvanie i pere-rabotka sel'skokhozyastvennykh kul'tur: sb. nauch. tr. Mezh-dunar. nauch.-tekh. konferentsii «Resursosberegayushie tekhnologii i innovatsionnye proekty v APK», 14-15 aprelya 2009 g., g. Zernograd, VNIPTIMESKH, Zernograd, 2009, pp. 264-269.

12. Gazalov V.S., Braginets A.V., Ponomareva N.E., Regressionnaya model' protsessa kombinirovannoy predpo-sevnoy obrabotki yachmenya «Ratnik» opticheskim izluche-niem i khimicheskim protravitelem [Regression model of combined treatment of barley optical radiation and chemical disinfectant], Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universite-ta, [Elektronyy resurs], Krasnodar, KubGAU, 2016, No 05

Сведения об авторах

Газалов Владимир Сергеевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация энергетического оборудования и электрические машины», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация).

Пономарева Наталья Евдокимовна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация энергетического оборудования и электрические машины», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). E-mail: ponomarevane@gmail.com.

Беленов Виталий Николаевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация энергетического оборудования и электрические машины», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). E-mail: Vetal_belenov@mail.ru.

Information about the authors Gazalov Vladimir Sergeevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Operation of power installations and electrical machines department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation).

Ponomaryova Natalya Evdokimovna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Operation of power installations and electrical machines department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). E-mail: ponomarevane@gmail.com.

Belenov Vitaliy Nikolaevich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Operation of power installations and electrical machines department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation).E-mail: Vetal_belenov@mail.ru.

УДК 631.372

АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ВЫСОКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

© 2018 г. В.А. Кравченко, ИМ. Меликов

Появление на полях страны новых зерноуборочных комбайнов высокой производительности вызвало необходимость решения сложных инженерных задач по разработке способов и методов повышения показателей функционирования их ходовых устройств для улучшения качества выполняемого комбайнами рабочего процесса, снижения часового расхода горюче-смазочных материалов, повышения уровня условий труда операторов, а также уменьшения уплотнения почвы. Целью данной работы является получение сравнительных агротехнологических характеристик ходовых систем зерноуборочных комбайнов, укомплектованных пневматическими шинами с разным строением корда. Предмет научных исследований - закономерности изменения агротехнологических показателей диагональных и радиальных шин типоразмера 30,5-32 ведущих движителей зерноуборочных комбайнов. Метод исследования - экспериментальный с использованием серийного зерноуборочного комбайна, шинного тестера и специально разработанных приспособлений для определения деформаций почвенного опорного основания. Анализом проведённых экспериментальных исследований установлено, что при комплектации комбайна радиальными шинами оказывается меньшее негативное воздействие на почву: средние давления по контуру контакта для исследуемых моделей шин различны: большие у шины 30,5L-32, меньшие у шины 30,5R-32; значения максимальных давлений на почву, полученные по методике ГОСТ 26953-86, показывают, что максимальные давления меньше на 18% у радиальной шины, по сравнению с шиной диагональной конструкции; значения напряжений, возникающих в пахотном горизонте почвы (0-30 см), под действием этих шин более чем на 26% меньше, чем под диагональными шинами; плотность сложения почвы после прохода зерноуборочного комбайна в пахотном горизонте увеличилась по сравнению с фоном почти от 7,8% при комплектации радиальными шинами до 8,6% - диагональными; применение шин 30,5R-32 позволяет снизить энергозатраты при последующей после прохода комбайна пахоте почвы на 20% и более. На основании анализа экспериментальных исследований рекомендуется устанавливать на зерноуборочных комбайнах большой мощности шины радиальной конструкции.

Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, движитель, шина, давление в площади контакта, деформация почвы, нормальные напряжения, энергозатраты.

The emergence of high-capacity grain harvesters in the fields of the country caused the need to solve complex engineering problems in developing ways and methods for increasing the performance of their running devices to improve the quality of the work process performed by harvesters, reducing the hourly consumption of fuels and lubricants, increasing the level of working conditions of operators, as well as reducing soil compaction. The purpose of this work is to obtain comparative agro-technical characteristics of running systems of combine harvesters, equipped with pneumatic tires with different cord structures. The subject of scientific research is the patterns of change in agro-technological indicators of diagonal and radial tires of the size 30,5-32 leading propellers of combine harvesters. The research method is experimental with the use of a serial grain harvester, a «tire tester» and specially developed devices for determining the deformations of the soil support base. Analysis of the conducted experimental studies found that radial tires installed on a harvester have a less negative effect on the soil: the average pressures on the contact contour for the tire models under study are different: greater at the 30,5L-32 tire, less at the 30,5R-32 tire; the values of the maximum soil pressures obtained by the GOST 26953-86 method show that the maximum pressure is less by 18% for the radial tire, as compared to the tire of the diagonal design; the stress values arising in the arable soil horizon (0-30 cm) under the action of these tires are more than 26% less than under the diagonal tires; the density of soil addition after passage of