CC BY
28УДК 631.331 (470.331)
МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕЯЛКИ
ДЛЯ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР
Алдошин Н.В., доктор технических наук, профессор,
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева;
Васильев А.С., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Голубев В.В., доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия».
Проведенные исследования направлены на модернизацию сеялочно-го агрегата СЗ-3,6 с целью повышения эффективности системы посева зерновых. В результате был разработан экспериментальный рыхлитель, который выполняет функцию предпосевной обработки почвы и соединяется с сеялкой СЗ-3,6 с помощью рамы, оснащенной S-образными стойками, снабженными лапами с мульчерами. Полученная система посева позволила прибавить урожайность при возделывании яровой пшеницы и овса, в сравнении с традиционной системой посева выполняемой двумя машинами, на 13,9-15,8 %. Установлено, что посредством использования модернизированного сеялочного агрегата улучшается оструктурирование почвы, что способствует повышению полевой всхожести семян и оптимизации густоты строения растений. Апробация разработанной машины
MODERNIZATION OF THE SEEDER FOR SOWING GRAIN CROPS
Aldoshin N.V., Doctor of Technical Sciences, Professor;
Russian State Agrarian University -Timiryazev Moscow agricultural Academy;
Vasilyev A.S., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Golubev V.V., Doctor of Technical Sciences, Professor,
FSBEI HE «Tver State Agricultural Academy».
The conducted studies are aimed at modernizing the SZ-3.6 seeder unit in order to increase the efficiency of the grain sowing system. As a result, an experimental ripper was developed, which performs the function of pre-sowing tillage and is connected to the SZ-3.6 seeder using a frame equipped with S-shaped racks equipped with paws with mulchers. The resulting sowing system made it possible to increase the grain yield, in comparison with the traditional sowing system performed by two machines, by 13.9-15.8%. It has been established that through the use of a modernized seeder unit, soil structuring improves, which contributes to an increase in field germination of seeds and optimization of plant density. Approbation of the developed machine on the basis of a farm provided an increase in grain yield at the level of 0.50 t/ha.
82
на базе фермерского хозяйства обеспечила прибавку урожайности зерна на уровне 0,50 т/га.
Ключевые слова: сеялка, рыхлитель почвы, зерновые культуры, система посева, густота стояния, структурно-агрегатный состав почвы, урожайность зерна.
Key words: seeder, soil cultivator, grain crops, sowing system, standing density, structural-aggregate composition of soil, grain yield.
Введение. Создание высокопродуктивных агрофитоценозов сельскохозяйственных культур, как правило, базируется на обеспечении комплексной рационализации технологических воздействий, осуществляемой, в большинстве случаев, за счет совершенствования средств механизации и позитивной коррекции параметров реализуемых технологий [1-3]. Важнейшим этапом формирования агротехнологий выступает предпосевная обработка и посев [4-9]. Данные технологические операции осуществляются в хозяйствах Центрального Нечерноземья, преимущественно, посредством их последовательного выполнения за два или три прохода сельскохозяйственной техники, что способствует повышению трудо- и ресурсоемкости технологий в целом [1, 10]. Отдельные крупные хозяйства используют комбинированные посевные комплексы, выпускаемые отечественной и зарубежной промышленностью, однако их распространение сдерживается мелкоконтурностью обрабатываемых земельных участков, а также высокой стоимостью этих машин [3]. В этой связи особую актуальность приобретают научные изыскания в области модернизации серийно выпускаемых и широко эксплуатируемых аграриями средств механизации, например, сеялок типа СЗ [3, 5, 6, 11]. В научной и практической литературе можно встретить значительное количество вариантов модернизации данного сеялочного агрегата, однако большинство из них направлено на совершенствование механизмов высева семян и их заделки [6, 11, 12]. К исключениям можно отнести дооборудование сеялки специальными почвообрабатывающими приставками с дисковыми рабочими органами для реализации технологии прямого посева [5]. В большинстве же случаев процесс формирования семенного ложа осуществляется заблаговременно - отдельной сельскохозяйственной машиной. При этом такая обработка почвы, зачастую, отличается высокой вариативностью глубины воздействия рабочих органов в почвенном профиле, определяя последующую разнокачественность всходов культурных растений и улучшая условия для развития сегетальной растительности. Указанные обстоятельства определяют целесообразность проведения специальных исследований по модернизации существующих сеялочных агрегатов.
Цель исследований. Целью данной работы было осуществить модернизацию сеялки С3-3,6, посредством ее интеграции с рыхлительными рабочими органами для предпосевной обработки почвы, и изучить эффективность при-
83
менения модернизированной машины при возделывании зерновых культур.
Материал и методы исследований. Исследования по модернизации сея-лочного агрегата выполнялись на базе ФГБОУ ВО Тверская ГСХА и включали разработку экспериментального рыхлителя (рисунок 1), интегрированного с сеялкой С3-3,6 посредством рамы, оснащенной S-образными стойками, снабженными лапами с мульчерами.
Рисунок 1. Экспериментальный рыхлитель 1 - рама, 2 - поводок, 3 - S-образная пружинная стойка, 4 - долото (наральник), 5 - мульчирующая пружина, 6 - штифт, 7 - кронштейн П-образный, 8 - стойка, 9 - пружина, 10 - пластина, 11 - фиксирующее
устройство, 12 - труба, 13 - пластина, 14 - хвостовик Разработанные рыхлители были успешно интегрированы в схему экспериментальной посевной машины (рис. 2).
В рамках реализации программы исследований была подготовлена соответствующая конструкторская документация и изготовлен опытный образец модифицированной сеялки, апробированный в ходе полевого опыта (рис. 3).
Полевые исследования по оценке эффективности разработанной и изготовленной сельскохозяйственной машины осуществлялись в соответствии с требованиями опытного дела в полеводстве [13-16]. Опыт включал сравнительный анализ традиционной системы посева с экспериментальной (машинно-операционное наполнение дано в таблице 1), реализуемой модернизированным сеялочным агрегатом, и состоял из определения параметров густоты стояния растений, а также урожайности яровой пшеницы (сорт Злата - норма высева 5,0 млн всхожих семян на 1 га) и овса (сорт Яков - норма высева 5,5 млн всхожих семян на 1 га). Почва под опытом - дерново-среднеподзолистая супесчаная. Размещение вариантов опыта рендомизированное, в трехкратной повторности. Площадь каждой делянки 3200 м2 (80 м х 40 м). За исключением системы посева технологии возделывания зерновых культур были типичными для региона и включали: в осенний период - отвальную вспашку, в весенний -обработку агрегатом КПС-4,0 в сцепке с боронами БЗСС-1,0 (при наступлении физической спелости почвы), в летний - химпрополку, подкормку аммиачной селитрой (N45). Уборка и учет урожая проводился сплошным способом при помощи селекционно-семеноводческого комбайна SampoTerrюnSR 2010.
84
Рисунок 2. Схема экспериментального сеялочного агрегата 1 - рама, 2 - передние опорные колеса, 3 - посевной модуль (на базе машины С3-3,6), 4 - модуль для предпосевной обработки почвы, 5 - модуль для послепосевной обработки почвы, 6 - дышло
85
Рисунок 3 . Опытный образец экспериментального сеялочного агрегата Результаты и обсуждение. Оптимизация технологических воздействий при посеве зерновых культур обеспечила усиление жизненности растений, выраженное в увеличении обилия всходов на 7,0-7,5 %, а также числа растений, сохранившихся к уборке, на 8,2-8,9 % (табл. 1).
Таблица 1. Формирование параметров густоты стояния зерновых
культур при использовании разных систем посева
Система посева Показатель Культура
Яровая пшеница Овес
Двуоперационная (традиционная): 1) предпосевная обработка почвы агрегатом КПШ; 2) посев сеялкой С3-3,6 Число всходов, шт./м2 413±12,4 468±14,0
Число растений к уборке, шт./м2 291±11,6 329±13,2
Полевая всхожесть, % 82,6±2,5 85,1±2,6
Сохранность, % 70,5±1,8 70,3±1,8
Общая выживаемость, % 58,2±1,7 59,8±1,8
Однооперационная (экспериментальная): посев модернизированной сеялкой Число всходов, шт./м2 442±12,4 503±14,1
Число растений к уборке, шт./м2 317±11,1 356±12,5
Полевая всхожесть, % 88,4±2,7 91,5±2,7
Сохранность, % 71,7±1,8 70,8±1,8
Общая выживаемость, % 63,4±1,9 64,7±1,9
Примечание: предельные отклонения в таблице приведены для доверительной вероятности Р = 0,95, выборка для яровой пшеницы - 30 значений, выборка для овса -27 значений
Расчет динамических показателей, таких как сохранность растений и общая выживаемость семян, показал, что достоверному позитивному изменению
86
от применения экспериментальной системы посева подвергался второй параметр, изначально определяемый увеличением числа взошедших жизнеспособных растений, свидетельствуя тем самым о создании более благоприятных условий для стартового роста зерновых культур.
При этом установлено, что повышение полевой всхожести семян зерновых культур и пролонгированное улучшение показателей формирования густоты стояния в целом по большей части было обусловлено ростом оструктуренно-сти поверхностного слоя почвы при использовании в процессе посева модернизированной сеялки, снабженной экспериментальными рыхлителями. Так, доля агрономически ценной фракции при определении структурно-агрегатного состава почвы в фазу всходов культур возросла на 8,2-9,2 % при росте коэффициентов структурности на 43,0-49,0 % (табл. 2).
Таблица 2. Структурно-агрегатный состав дерново-подзолистой супесчаной почвы при реализации разных систем посева (в фазу всходов)
(слой 0-10 см)
Фракции почвы, мм Система посева
Традиционная Экспериментальная
Культура
Яровая пшеница Овес Яровая пшеница Овес
<3 6,6±0,2 8,1±0,24 7,2±0,23 7,4±0,22
3...5 23,5±0,94 26,2±1,05 25,1±1,05 25,3±1,01
5...10 29,4±0,88 25,9±0,78 36,4±1,15 35,7±1,09
10.20 29,3±0,73 27,8±0,7 25,6±0,88 24,8±0,64
20.30 8,8±0,26 9,1±0,27 4,9±0,16 5,7±0,15
>30 2,4±0,07 2,9±0,08 0,8±0,015 1,1±0,02
Коэффициент структурности, ед. 1,47±0,05 1,51±0,055 2,19±0,06 2,16±0,08
Примечание: предельные отклонения в таблице приведены для доверительной вероятности Р = 0,95, выборка для яровой пшеницы - 12 значений, выборка для овса - 11 значений
Суммарное положительное воздействие на среду формирования агрофи-тоценозов зерновых культур от применения модернизированного сеялочного агрегата проявилось в процессе учета урожая (рис. 4). Так, прибавка зерна яровой пшеницы по сравнению с традиционной системой посева составила 0,33 т/га (13,9 %), овса, соответственно, - 0,45 т/га (15,8 %).
87
т/га 3,50
3,29
3,00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
2."1
2,38 Ж
Ж
Яровляпшгннци
Овег
Систем« посева □ Т|) пдшщоннпя ш Экспериментальная Рисунок 4. Урожайность зерновых культур при использовании разных систем посева
Примечательно, что разработанная машина была также успешно апробирована в производственных условиях на базе Фермерского хозяйства «Малая Русь» Кашинского района Тверской области при посеве яровой пшеницы, обеспечив прибавку урожайности зерна на уровне 0,50 т/га.
Выводы. В результате комплексных исследований был разработан специальный рыхлитель для предпосевной почвообработки, интегрированный в экспериментальную посевную машину, созданнуюв рамках модернизации сеялки С3-3,6.
Полевые исследования натурного образца созданной сельскохозяйственной машины выявили преимущественность её использования в сравнении с традиционно применяемой двуоперационной (реализуемой двумя разными машинами) системой посева. Так, прибавка урожайности зерна яровой пшеницы и овса составила от 0,33 до 0,45 т/га (от 13,9 до 15,8 %), что было обусловлено улучшением параметров структурно-агрегатного состава почвы и густоты стояния растений.
В ходе дальнейшего развития научной тематики будет исследована возможность оборудования экспериментального посевного агрегата трубчатыми катками для дополнительного оструктуривания и выравнивания почвы, а также комбинированными сошниками для создания многокомпонентных кормовых агрофитоценозов.
Список использованных источников:
1. Aldoshin N.V., Vasiliev A.S., Kudryavtsev A.V., Firsov A.S., Golubev V.V., Vasilieva L.Yu. Improvement of forage lands in Central Non-Black Earth Zone of Russia by using some integrated approaches. Plant
References:
1. Aldoshin, N.V., Vasiliev A.S., Kudryavtsev A.V., Firsov A.S., Golubev V.V., Vasilieva L.Yu. Improvement of forage lands in Central Non-Black Earth Zone of Russia by using some integrated approaches. Plant
88
Science Today. 2021; 8(1): 9-15. https://doi.Org/10.14719/pst.2021.8.1.827
2. He J., Li H.-W., Wang Q.-J., Gao H.-W., Li W.-Y., Zhang X.-M., McGiffen M. The adoption of conservation tillage in China //Annals ofthe New YorkAcademy of Sciences. - 2010. - Vol. 1195. - №1. -Р. E96-E106. https://doi.org/10.1111/ j.1749-6632.2009.05402.x
3. Шайхов М. К. Экономико-технологическая эффективность эксплуатации модернизированных сеялок СЗ-3,6 полосного посева / М.К. Шайхов, X.X. Шайдуллин, Р.Х. Шайдуллин, Ю.В. Еров // Достижения науки и техники АПК. - 2007. - № 11. - С. 32-33.
4. Shumaev V. Theoretical research on technological process of a stud seeder with a furrow-forming working body / V. Shumaev, A. Kalabushev, Ju. Kulikova, A. Gubanova // Scientific Papers-Series A-Agronomy. - 2021. -Vol. 64. - № 1. - P. 154-160.
5. Горобей В.П., Лузин В.А. Модернизация сеялки СЗ-3,6А для работы по энергосберегающим технологиям / В.П. Горобей, В.А. Лузин // Тракторы и сельхозмашины. - 2014. -№ 9. - С. 20-22.
6. Алдошин Н.В. Методика и результаты исследований посевной секции при посеве кормовых культур / Н.В. Алдошин, А.С. Васильев, П.В. Морозов, В.В. Голубев // Агроин-женерия. -2021. -№ 5 (105). - С. 4-12. DOI: 10.26897/2687-1149-2021-5-4-12
7. Алдошин Н.В., Васильев А.С., Голубев В.В. Результаты лабораторных исследований комбинированного сошника для посева кормовых культур / Н.В. Алдошин, А.С. Васильев, В.В. Голубев // Известия сельскохо-
Science Today. 2021; 8(1): 9-15. https:// doi.org/10.14719/pst.202L8.L827
2. He J., Li H.-W., Wang Q.-J., Gao H.-W., Li W.-Y., Zhang X.-M., McGiffen M. The adoption of conservation tillage in China // Annals ofthe New YorkAcademy of Sciences. - 2010. - Vol. 1195. - J№1. -P. E96-E106. https://doi.org/10.1111/ j.1749-6632.2009.05402.x
3. Shaikhov, M.K. Economic and technological efficiency of operation of the modernized seeders SZ-3.6 strip sowing / M.K. Shaikhov, Kh.Kh. Shaidullin, R.Kh. Shaidullin, Yu.V. Erov // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. - 2007. - No. 11. S. 32-33.
4. Shumaev V. Theoretical research on technological process of a stud seeder with a furrow-forming working body / V. Shumaev, A. Kalabushev, Ju. Kulikova, A. Gubanova // Scientific Papers-Series A-Agronomy. - 2021. -Vol. 64. - No. 1. - P. 154-160.
5. Gorobei V.P., Luzin V.A. Modernization of the SZ-3.6A seeder for work on energy-saving technologies / V.P. Gorobei, V.A. Luzin // Tractors and agricultural machines. - 2014. - No. 9. -P. 20-22.
6. Aldoshin N.V. Methodology and results of studies of the sowing section when sowing fodder crops / N.V. Aldoshin, A.S. Vasiliev, P.V. Morozov, V.V. Golubev // Agroengineering. - 2021. - No.5 (105). -P. 4-12.
DOI: 10.26897/2687-1149-2021-5-4-12
7. Aldoshin N.V., Vasiliev A.S., Golubev V.V. The results of laboratory studies of the combined coulter for sowing fodder crops / N.V. Aldoshin, A.S. Vasiliev, V.V. Golubev V.V. // News
89
зяйственной науки Тавриды. - 2020. -№ 23 (186). - С. 111-122.
8. Солодун В.И. Эффективность посевных машин по разным фонам механической обработки почвы / В.И. Солодун, А.М. Зайцев, С.А. Митюков, Т.В. Амакова // Вестник ИрГСХА. -2019.- № 94. - С. 56-62.
9. Saitov V., Demshin S., Kurbanov R., Sozontov A. Improving of the sod seeders SDK of strip grass seed sowing // Lecture Notes in Civil Engineering. -2021. - Vol. 130. - С. 595-604.
DOI: 10.1007/978-981-33-6208-6_59
10. Васильев А.С. Адаптивные агротехнологии возделывания сельскохозяйственных культур в Центральном Нечерноземье (технологии, средства механизации): монография / А.С. Васильев, Н.В. Алдошин, Ю.Т. Фаринюк, В.В Голубев. - Тверь: Тверская ГСХА, 2021. - 293 с.
11. Зубарев А.Г. Полевые исследования сеялки оснащенной сошниками с заделывающими устройствами борозд / А.Г. Зубарев, С.В. Бричков, Н.П. Ларюшин, А.В. Шуков // Наука в центральной России. -2022. - № 4 (58). - С. 84-90.
DOI: 10.35887/2305-2538-2022-4-84-90
12. Пазова Т.Х. Модернизация сеялок СЗ-3,6 для работы в условиях повышенной влажности почв / Т.Х. Пазова, А.Х. Габаев, А.А. Мишхожев // Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В.М. Кокова. - 2014.- № 3 (5). -С. 60-62.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. - 350 с.
of agricultural science of Taurida. -
2020. - No. 23 (186). - P. 111-122.
8. Solodun V.I. Efficiency of sowing machines according to different backgrounds of mechanical soil treatment / V.I. Solodun, A.M. Zaitsev, S.A. Mityukov, T V. Amakov // Vestnik IRGSHA. - 2019. - No. 94. - P. 56-62.
9. Saitov V., Demshin S., Kurbanov R., Sozontov A. Improving of the sod seeders SDK of strip grass seed sowing // Lecture Notes in Civil Engineering. -
2021. - Vol. 130. - P. 595-604. DOI: 10.1007/978-981-33-6208-6_59
10. Vasiliev A.S. Adaptive agrotechnologies for cultivation of agricultural crops in the Central Non-Chernozem region (technologies, means of mechanization): monograph / A.S. Vasiliev, N.V. Aldoshin, Yu.T. Farinyuk, V.V. Golubev. - Tver: Tver State Agricultural Academy, 2021. - 293 p.
11. Zubarev A.G. Field studies of a seeder equipped with coulters with furrow closing devices / A.G. Zubarev, S.V. Brichkov, N.P. Laryushin, A.V. Shukov // Science in Central Russia. - 2022. - No. 4 (58). - P. 84-90. DOI: 10.35887/2305-2538-2022-4-84-90
12. Pazova T.Kh. Modernization of seeders SZ-3.6 for work in conditions of high soil moisture / T.Kh. Pazova, A.Kh. Gabaev, A.A. Mishkhozhev // Proceedings of the Kabardino-Balkarian State Agrarian University. V.M. Kokova. -2014. - No. 3 (5). - P. 60-62.
13. Armor B.A. Field experience methodology (with the basics of statistical processing of research results). M.: Agropromizdat, 1985. - 350 p.
14. GOST 20915-2011. Testing
90
14. ГОСТ 20915-2011. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. М.: Стандартинформ, 2020. - 26 с.
15. Усанова З.И. Методика выполнения научных исследований и курсовой работы по растениеводству: учебное пособие. Тверь: Тверская ГСХА, 2013. - 112 с.
16. Опытное дело в полеводстве / Под общ. ред. Г.Ф. Никитенко. - М.: Россельхозиздат, 1982. - 190 с.
of agricultural machinery. Methods for determining test conditions. M.: Standartinform, 2020. - 26 p.
15. Usanova Z.I. Methods for performing scientific research and course work on crop production: a textbook. Tver: Tver State Agricultural Academy, 2013. - 112 p.
16. Experimental field work / Ed. ed. G.F. Nikitenko. - M.: Rosselkhozizdat, 1982.- 190p.
Сведения об авторах:
Алдошин Николай Васильевич — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой сельскохозяйственных машин ФГБОУ ВО РГАУ — МСХА имени К.А. Тимирязева, e-mail: [email protected], 127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49, ФГБОУ ВО РГАУ — МСХА имени К.А. Тимирязева.
Васильев Александр Сергеевич — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой агро-биотехнологий, перерабатывающих производств и семеноводства ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия», e-mail: [email protected], 170904, Россия, г. Тверь, пос. Сахарово, ул. Василевского, 7, ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия».
Голубев Вячеслав Викторович — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологических и транспортных машин и комплексов ФГБОУ ВО «Тверская госу-
Information about the authors:
Aldoshin Nikolay Vasilyevich -Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of agricultural machinery of the Russian state agrarian University - Timiryazev Moscow agricultural Academy, e-mail: [email protected], Russian state agrarian University - Timiryazev Moscow agricultural Academy, 49, Timiryazevskaya str., Moscow, 127550, Russia.
Vasiliev Alexander Sergeevich -Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Head of the Department of agrobiotechnologies, processing industries and seed production of the FSBEI HE "Tver State Agricultural Academy", e-mail: vasilevtgsha@mail. ru, FSBEI HE "Tver State Agricultural Academy", 7, Vasilevsky str., Sakharovo v., Tver, 170904, Russia.
Golubev Vyacheslav Viktorovich -Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of technological and transport machines and complexes of the FSBEI HE "Tver State Agricultural
91
дарственная сельскохозяйственная академия», e-mail: vgolubev@tvgsha. ru, 170904, Россия, г. Тверь, пос. Са-харово, ул. Василевского, 7, ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия».
Academy", e-mail: vgolubev@tvgsha. ru, FSBEI HE "Tver State Agricultural Academy", 7, Vasilevsky str., Sakha-rovo v., Tver, 170904, Russia.
92
