Введение. Важную роль, в формировании урождая и накоплении питательных веществ в смешанных посевах, играют способы посева и нормы высева компонентов.
С помощью этих агроприемов можно регулировать содержание белка в урожае, что немаловажно для повышения питательной ценности массы.
Известно, что с бобовыми культурами сеют двумя способами: в районах с достаточным увлажнением – широкими рядами смесью в один рядок; в засушливых – чередующимися рядками: два рядка – кукурузы, один – сои.
По некоторым данным лучшим способом посева оказался ленточный, где два ряда кукурузы чередовались с лентой сои (в ленте – три ряда сои с междурядьем 15 см). При данном способе посева в урожае содержалось сои 19,2…31,5% от общей массы кукурузы. Урожай чистой кукурузы составил 301 ц/га, в смеси – 372 ц/га, протеина – соответственно 3,55 и 6,2 ц/га [1-3].
На Дальнем Востоке изучение различных способов совмещенных посевов проводят с 50-х годов, где бобовые подсевались в междурядье пропашных после первой междурядной обработки.
Исследования в Омской области показывают преимущество ленточных посевов, однако более поздние исследования в этом же регионе отдают предпочтение широкорядному способу посева смесью в один рядок.
Ряд исследователей обосновывают
эффективность посевов различных компонентов в одно гнездо. В качестве аргументов
авторы приводят данные по повышению содержания перевариваемого протеина в одной кормовой единице. Однако следует отметить, что в большинстве случаев по белку зеленая масса таких посевов полностью не сбалансирована [4-6].
Цель исследований – разработка конструкции высевающего аппарата пневматической сеялки для совмещенного высева семян пропашных культур с размещением их на разную глубину заделки.
Условия, материалы и методы.
Исследования выполнялись по существующим методикам постановки ипроведения прикладных, теоретических и научно-прикладных работ с использованием современных технических средств, приборов и оборудования, исследовательской инфраструктуры, которые способствовали получению научных результатов по разработке конструкции высевающего аппарата пневматической сеялки согласно поставленной цели. Отдельные детали из пластика разработанной конструкции были напечатаны на промышленном 3D принтере марки Anifrom 950-pro (из новой линейки 3D принтеров от компании Total Z, работающих по технологии FDM(FFF)).
Как видно из вышеизложенного, вопросы по улучшению способов посева нескольких культур имеют весьма противоречивый характер, однако большинство исследователей отмечают высокую эффективность раздельного посева семян по сравнению в одно гнездо.
Смешанные посевы следует размещать в полевых, кормовых и других специализированных севооборотах на полях, предназначенных для силосных культур, а в некоторых случаях на постоянных участках, расположенных вблизи животноводческих ферм и силосных сооружений. Следует учесть засоренность полей и вносимые в предшествующие годы гербициды.
Качественными показателями технологического процесса можно считать следующее:
посев совмещенных культур должен производиться с шириной междурядья 70 см;
глубина заделки семян должна быть различной для каждой отдельной культуры;
сеялка с пневматическими высевающими аппаратами для совмещенных посевов должна обеспечивать широкий диапазон количества высеваемых от 40 до 350 тыс.шт. семян в зависимости от компонента;
повреждаемость семян не должна превышать 0,5%.
Особенностью совмещенных посевов можно считать следующее:
растения различных культур друг друга не угнетают;
рост урожая, как в качественном, так и в количественном отношении;
достижение экономии посевных площадей;
минимизация применения удобрений;
сокращение объема вносимых ядохимикатов;
сокращение количества прохода агрегатов, что улучшает экологическую обстановку;
позволяет увеличить экономическую эффективность [7].
Однако, существующие конструкции серийных пропашных сеялок не в состоянии обеспечить те требования, которые ставят перед собой совмещенные посевы, что создает необходимость интенсификации научно-исследовательских работ по совершенствованию существующих и разработки новых сеялок.
Результаты и обсуждение. В Федеральном научном агроинженерном центре ВИМ разрабатываются конструкции пневматических высевающих аппаратов работающих как на вакууме, так и на избыточном давлении воздушного патока, способные производить высев семян различных зерновых культур в разномсочетании, с соблюдением схем и норм высева семян на разную глубину заделки [8-13].
Представленное высевающее устройство (рис.1) состоит из емкости для семян 1, состоящая из двух половин, между которыми находится съемная пластина 2, разделяющая емкость на две равные части, воздушного патрубка 3, камеры разряжения 4, сошника 5, (рис.2) дозатора 6 с ячейками 7, закрепленного на оси 8, составной втулки 9, ворошителя10, звездочки 11. Камера разряжения 4 дугообразной формы со щелями 12 по сторонам, создающая вакуум для присасывания семян различных культур к ячейкам 7 дозатора 6 с двух сторон дуги.
В воздушный патрубку 3 связанному с наружной стороны дуги камеры разряжения 4, с помощью отверстия 13, вмонтированы два патрубка 14 направленные на встречу перемещения воздушной струи, для обоих
дозаторов 6. С наружи воздушного патрубка 3 от каждого сопла14 отведены рукава 15 и 16 разного диаметра. Рукава 15 служат для снятия избыточного количества семян, прижатых к ячейкам 7 в верхней половине дозатора 6, к тому же струя воздуха нацелена к ячейкам 7 под острым углом 6 – 80 к вертикальной плоскости по ходу передвижения агрегата. Рукава 16 служат для снятия семян, ускоряя их падение.
Высевающее устройство снабжено двухуровневым полозовидым сошником(рис.2),позволяющим выкладывать семена в почву разных культур на разныеглубины.
Дозаторы 6 (рис.3) выполнены с накладками 18, толщина накладки 18 вдвое меньше толщины дозатора 6, а зазор между дозатором 6 и накладкой 18 – 0,5-1,0 мм, ячейки7 и 19 на дозаторе 6 и накладках 18 выполнены четырьмя группами по три равноудаленных ячеек. Расстоянием между ячейками 7 и 19, 8…12 мм для высева семян пропашных и 4…6 мм для кормовых культур. Средние ячейки7 и 19 каждой группы расположены на пересечении горизонтальных и вертикальных осей. Расстояние между группами ячеек7 и 19 определено условием S ≥ 3d + 2a, мм, где S - межгрупповое расстояние, мм; d– диаметр ячейки7 и 19, мм; а – расстояние между ячейками 7 и 19 в группе. Центры ячеек 7 и 19 на дозаторах 6 и накладках 18 совпадают.
Принцип работы высевающего устройства заключается в следующем, посевной материал из семенной емкости, проникают в зону загрузки в верхней части дозатора, где при помощи камеры разряжения происходит присасывания нескольких семян к ячейкам, прижатые семена обдуваются воздушным потоком верхнего сопла, сбрасываются вниз, кроме одной прижатой к ячейке дозатора. Дозатор, вместе с прижатым семенем вращаясь по кругу, подносит ее в зону сброса, где под действием струи воздуха семя сбрасывается вниз в сошником открытую борозду, Аналогичный процесс происходит на другой половине высевающего устройства и укладываются в почву уже семена другой культуры.
Расстояние между полозами сошника определено условием S = 2f + q, мм, где f – толщина дозатора, мм, q – ширина камеры разряжения, мм.
Накладки 18 проходя круговое движение по направлению движения сеялки перекрывает одну ячейку из трех, так, что бы на дозаторах действующими было бы по 8 ячеек – 2 на группу. Такой подход говорит о том, что посев ведется двумя дозаторами в количестве двух разных семян в одно гнездо. Это могут быть пропашные, кормовые либо бобовые культуры. Продолжая вращать накладки 18 по кольцу в группе на каждом дозаторе будет одно семя. При так раскладе высев семян будет проходить совмещено, при таком способе высеве семена заделываются в почву двух уровневым полозовидным сошником (рис.2 а). При не перекрытых ячеек 7 и 19высев происходит гнездами, количества семян в гнездо максимальное – 3 шт.
Когда требуется высевать семена пунктирно, заполняют семенами одну часть бункера, к примеру – кукурузы, в таком случае на дозаторе и на накладке открытыми остаются по
четыре ячейки с одинаковыми расстояниями между собой. При таком способе высева,
семян в рядке размещаются с одинаковым промежутком. В случае необходимости
заглушить все ячейки на дозаторе, для этого достаточно сместит накладку на величину равную диаметра ячейки, это происходит
тогда, когда появляется потребность увеличения междурядья, путем изоляции всех ячеек каждого второго высевающего аппарата. В таком случае расстояние между рядами удваивается.
Для высева семян пунктирно, надо оставить сошник с одним полозом.
Выводы:
1. Разработанное устройство позволяет вести высев семян тремя способами: совмещенным, пунктирным и гнездовым и на разную глубину заделки, что является экономически выгодным техническим решением.
2. Проведение посевных работ с изменением способа высева и схем посева не требует увеличения дополнительных расходов, в том числе на топливо и горюче-смазочные материалы.
3. Предложенная конструкция высевающего устройства способствует улучшения экологической среды за счет сокращения количества проходов агрегата.
