Предпосылки создания системы текущего контроля процесса точного высева

Развитие сельского хозяйства напрямую связано с внедрением высоких технологий, позволяющих получить максимальную урожайность высококачественной продукции с компенсацией выноса питательных веществ урожаем, окупает финансовые, энергетические и трудовые затраты, используя новейшие базы высокоинтенсивных сортов, комплексной защиты растений от вредителей, болезней, сорняков и применения удобрений, обеспечивающих реализацию потенциала сорта более 85% [1].

Повышение рентабельности хозяйства зависит от затрат и эффективности применяемых технологий. Перед сельскохозяйственной наукой выдвигаются новые задачи, к числу которых относятся, прежде всего, создание принципиально новых рабочих технологических процессов и машин, позволяющих в наибольшей мере использовать потенциальные возможности культивируемых растений и обеспечивающих значительное сокращение затрат труда и средств на единицу производимой продукции.

К сожалению, современные технологии в сельском хозяйстве устарели не только физически, но и морально, это проявляется в их неспособности удовлетворить возросшие потребности современного общества. При оценке морального износа оцениваемые технологии рассматриваются в контексте его соответствия современным технологическим нормам и требованиям пользователей к подобным технологиям. То есть, при моральном устаревании технологии не изнашивается физически, а теряют свою привлекательность и конкурентные преимущества в результате появления новых, более совершенных технологий производства в данной области [2].

Цель любой технологии — получение максимального количества качественной продукции. Операции технологии возделывания можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся операции, обеспечивающие создание благоприятных условий для питания растений (обработки почвы, посева, внесения удобрений, борьбы с сорняками, влагонакопления и др.). Ко второй группе относятся операции, обеспечивающие максимальный сбор качественного урожая (подкормки посевов, борьбы с сорняками, болезнями и вредителями, уборки, очистки и др.). Причём операции первой группы требуют наибольших энергозатрат [3].

Очень важной операцией первой группы является посев. Его качественный уровень определяет полноту использования потенциальных ресурсов почвы для получения высокого урожая — чем выше качество посева, тем полнее используются ресурсы.

На проведение операций второй группы требуется значительно меньше затрат энергии. На эффективность проведения операций второй группы в значительной степени также влияет качественный уровень проведения посева. Причём зависимость здесь также прямая — чем выше качество посева, тем выше эффективность. Таким образом, посев в технологии возделывания занимает ведущее место. Именно от посева зависит в большей степени эффективность технологии.

Главная задача посева состоит в оптимальном размещении семян, обеспечивающим получение максимального урожая. При этом к посеву, как к технологическому процессу, предъявляются три основных требования: высев заданного количества семян на единицу площади поля; равномерное размещение их по площади поля; заделка их на определённую (одинаковую) глубину. Цель посева – создание оптимальной густоты стояния растений, то есть обеспечение таких условий, при которых равнозначные, но взаимонезаменяемые факторы жизнедеятельности агрофитоценоза (свет, тепло, влага, элементы минерального питания) были в равной степени доступны всем растительным организмам [3].

От качества и своевременности выполнения операции посева в значительной степени зависит формирование агрофитоценоза на самых ранних этапах органогенеза, что определяет дальнейшее развитие растений, формирование заданного морфологического типа растений и формирование структуры и качества урожая [4].
Способ посева семян и схема их размещения участвуют в определении основных технологических приемов, связанных с обработкой почвы, посевом, уходом за растениями, уборкой [5].
В настоящее время начинают широко применяться сеялки точного высева, которые уже зарекомендовали себя с хорошей стороны. Точный посев является одним из более производительных, а может и лучшим способом посева. Термин “Точный посев” образовался в 50-х г. с появлением высевающих аппаратов однозернового и группового дозирования к сеялкам для посева кукурузы и подсолнечника. Несмотря на то, что прошло немало лет с тех пор, исследования данного способа посева находятся на начальном этапе, и четкое определение ему дать трудно.

Однако нельзя отрицать успехи в развитии науки о посеве, в основе которых лежит понимание геометрически точного размещения семян и растений. Специалисты часто высказывают мнение о том, что с появлением современных устройств, обеспечивающих однозерновой высев, максимум возможного практически достигнут и дальнейшее совершенствование качества операции зависит только от качества высеваемых семян [6].

Таким образом, в искомой формулировке точности посева должны быть отражены следующие требования: толерантность к прежнему постулату и к основным задачам посева; учет биологических требований и особенностей культур, сортов, гибридов; предоставление возможности для обоснования необходимых допусков на отклонения от исходных параметров; обеспечение сравнения результатов работы различных высевающих устройств [6].

Потери при посеве обусловлены прекращением высева, отклонениями средней глубины заделки семян и ее равномерности от установочных значений.
При всех прочих равных условиях (погодные условия, сорт культуры, всхожесть семян, срок посева и т.д.) на урожайность пропашных культур существенное влияние оказывает немало очень серьезных факторов.

Просев (пропуски) – часть площади поля, которая в результате нарушения высева осталась не засеянной. Просевы – подразделяются на сплошные просевы и микро просевы.
Сплошные просевы – отсутствие высева одним или несколькими высевающими аппаратами или всей сеялкой во время движения. Обнаруживаются только после появления всходов. Возможно устранение при дополнительных затратах, но растения отстают в развитии и, соответственно, теряется урожайность. Возникают при механических поломках, неправильной регулировке, отсутствии вакуума, отсутствии семян или сводообразований в бункере, присутствии посторонних предметов в массе семян, забивании сошника почвой и составляет 1,5…4,5% от площади поля.

Микро просевы – отсутствие одного или нескольких семян на их расчетном месте. Обнаруживаются только после появления всходов. Микропросевы сеялки не устраняются т.к. это чрезвычайно трудоемкий процесс. Возникают при неправильной регулировке, несоответствий размеров ячеек (отверстий) в дисках размеру семян, частичном забивании ячеек (отверстий), засоренности семян, при нвличии посторонних предметов в массе семян, недостаточном вакууме, пробуксовке приводного колеса и составляют 1,5…8% площади.
Двойники – два и более семян расположенных в одном «гнезде» почвы (расчетном). При точном высеве каждый «двойник», в целом, недополучает влаги и т.д. из-за уменьшения площади питания и его урожайность примерно на 20..35% меньше. После появления всходов необходимо устранить одно растение. Оставшийся росток теряет в скорости роста, а это приводит к потере урожая. Прополка ручная или механизированная приводит к дополнительным затратам. Количество двойников при точном посеве 4…8% [7].

Для повышения качества посева в последние годы быстрыми темпами ведутся исследования и разработка устройств контроля процесса высева. Применение которых позволяет значительно сократить затраты труда, повысить качество посева и производительность машинно-тракторных агрегатов, а так же дает возможность высвободить для других работ большое количество рабочих-сеяльщиков, более эффективно использовать современные энергонасыщенные тракторы и резко сократить сроки проведения посевных работ [8].
Системы контроля пропашных сеялок предназначены для выполнения текущего контроля за процессом технологической операции посева при работе пропашных сеялок точного высева и своевременного сообщения об отклонениях от заданных параметров функционирования машино – тракторного агрегата. Функциями системы контроля являются сбор информации о работе каждой посевной секции, отбор (фильтрация полученных значений по установленному критерию), анализ протекания процесса, вывод на монитор (индикатор) текущей информации о качестве, скорости движения и пр., а также сообщений о нарушениях процесса высева и места нарушения.

Разработка технических средств текущего контроля выполнения технологического процесса высева семян и алгоритмов их работы проводится на основе теоретических исследований принципов размещения семян и новых принципов формирования агрофитоценоза, позволяющих увеличить реализацию биологического потенциала растений.
Автоматический контроль работы посевных машин является одним из основных резервов повышения производительности труда, улучшения качества посева, а следовательно, и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Поддержание заданных параметров процесса высева является сложной задачей ввиду воздействия ряда случайных факторов на посевной агрегат обусловленных гетерогенностью среды и условиями работы посевного агрегата. Это требует от оператора постоянного повышенного внимания, и очень скоро вызывает утомление. По мере усложнения конструкций сеялок, увеличения ширины захвата и рабочих скоростей движения эти обстоятельства усугубляется на столько, что контроль за протеканием технологического процесса становится не эффективным, а в некоторых случаях и неосуществимым. Нарушения протекания процесса приводят к невосполнимым потерям урожая, дополнительным затратам труда и средств при высадке растений на участках просева или нарушения качества высева.
По данным ЦНИИМЭСХ использование средств автоматического контроля на посевных машинах снижает количество просевов в 50 раз.

Технико-экономические расчеты проведенные ВИМом, ВИСХОМом, и ГСКБ по посевным и комбинированным машинам, показали снижение затрат труда на выполнение посевов на 50% при выполнении высева сеялкой ССТ-12, оборудованное системой контроля на посеве свеклы.

Аспирант Захарченко А.Ю.
ФГУ ВПО АЧГАА
г. Зерноград

Литература

1. Машинные технологии производства продукции растениеводства. Программа и методы испытаний. Термины и определения [Текст]: СТО АИСТ 1.3-2007. – Введ. 2008-15-04. ст.3
2. Оценка оборудования находившегося в длительной эксплуатации [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.hydromehanika.ru/articles/articles/ocjenka_oborudovanija_nakhodivshjegosja_v_dlitjelnoj_ekspluatacii.htm
3. А.В. Мухин, А.А. Кром, С.Г. Щукин. О влиянии способов посева зерновых колосовых культур на распределение их по площади поля. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://totem.edu.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=67&Itemid=30
4. Разработка и обоснование схем механизированного размещения семян возделываемых растений подсолнечника по площади поля [Текст]: отчет о НИР (заключ.) /ФГУ Сев-Кав МИС; рук. Г.А. Жидков. – 9110436; № 11-43В-08; Инв. 11605. – Зерноград, 2009. -с.16
5. Разработка и обоснование схем механизированного размещения семян возделываемых растений подсолнечника по площади поля [Текст]: отчет о НИР (заключ.) /ФГУ Сев-Кав МИС; рук. Г.А. Жидков. – 9110436; № 11-43В-08; Инв. 11605. – Зерноград, 2009. -с.20-22
6. Лаврухин П.В. Расширение понятия точности посева. П.В. Лаврухин П.В. – Вестник Российской Академии сельскохозяйственных наук. – 2002. — №5 — С 17.
7. Полтавская технология посева [Текст] / Сакало Н.Г., Сакало Л.Г., Сердюк М.И и др. – Полтава: 2000. — 1-3с.
8. Бузенков Г.М., Хорошенков В. К., Тамиров М. Л. Автоматизация посевных агрегатов. – М.: 1979.- 88с.

 
 
 
 

Оставьте комментарий

 



Все поля должны быть заполнены.