Модернизация зерновой стерневой сеялки для ленточного способа посева

Вместимость отделений  зернотукового ящика, дм" для семян  для удобрений 665 - 453 212

Дорожный просвет, мм не менее 190 150 140

Коэффициент готовности 0,98 0,98 0,98

Коэффициент унификации, % .77 50,5 71,2

Масса, кг 1839 1400 1250

Габаритные размеры (длина х ширина х высота) 3985 х 3710 х 1765 3490 х 4225 х 1580 3920 х 2230 х 1800 
 

В лесостепных и  других условиях, где имеются поля небольших размеров и интенсивное  движение по дорогам автотранспорта, наличие мостов, железнодорожных  переездов и т.д. эксплуатация таких  посевных оценочных агрегатов СЗС-2,1 затруднена. С целью устранения этого недостатка в поисках новых конструктивных решений, обеспечивающих оперативный перевод агрегатов стерневых сеялок СЗС-2,1 одним человеком в транспортное положение с габаритной шириной около 4 м, учеными и конструкторами были проведены большие исследования, учтен опыт зарубежной техники и разработаны новые широкозахватные сеялки-культиваторы СЗС-6 схема на рисунке 18. [11] 
 
 
 

Рисунок 21 Схема Сеялка-культиватор  СЗС-6 

1 -каток; 2 - сошники;3 – зернотуковый ящик; 4 – переднее  колесо; 5 - прицеп; 6- параллелограмная подвеска; 7 - рама секции; 8 - гидроцилиндр; 9 -ось; 10 -тяга; 11 - рама; 12-кронштейн; 13 - транспортное колесо; 14 - вилка. 
 

Основными отличительными особенностями сеялок-культиваторов  являются: специализация по классам  тракторов; применение узлов и устройств, обеспечивающих перевод в транспортное положение одним механизатором; повышение надежности рабочих органов и механизмов; уменьшение ремонтопригодности и технологического процесса, качества посева. 

В Эстонском НИИ  земледелия и мелиорации на базе сеялок СЗ-3,6 и СЗУ-3,6 разработана комбинированная  машина МКПП-3,6, рисунок 22, для предпосевной обработки почвы и посева зерновых культур с одновременным (или  раздельным) внесением гранулированных  минеральных удобрений. Дисковые сошники  серийных сеялок СЗ-3,6 и СЗУ-3,6 заменены на комбинированные рабочие органы, состоящие из культиваторных пружинных  зубьев КПЦ-90 и семяпроводов с дефлекторами. Машина оборудована выравнивающим  приспособлением и прутковыми катками, агрегатируется с трактором МТЗ-80/82, а при помощи сцепок - с трактором Т-150К(2...3 машины) и К-700(4... 5 машин). [5] 
 
 
 

Рисунок 22 Комбинированная  машина МКПП-3,6 

1 -сцепное устройство; 2 - подъемное устройство рабочих  органов; 3 - колесо; 4 - ящик для семян; 5 - рама; 6 – прутковые катки; 7 - сошники; 8 - ограничительная цепь; 9 – выравниватель. 
 

Учеными и конструкторами Сибирского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук (СИБИМЭ СО РАСХН) разработана  прицепная почвообрабатывающая  посевная машина (ППМ) "Обь-4". 
 
 

Рисунок 23 Почвообрабатывающая  посевная машина Обь-4" конструкции  СИБИМЭ СО РАСХН 
 

Она предназначена  для сплошной обработки и крошения почвы, создания уплотненного семенного  ложа, образования верхнего рыхлого  мульчирующего слоя, ленточного посева зерновых и зернобобовых культур (по стерневым, зяблевым, паровым и другим фонам), уничтожения сорняков (подрезания и вычесывания) и выравнивания поверхности поля. При необходимости ППМ может быть оборудована и для внесения минеральных туковых удобрений. 
 
 
 

Рисунок 23 Схема работы ППМ "Обь-4 
 

Полосовой посев (по типу "Конкорд"), обеспечиваемый агрегатом, дает возможность увеличивать площадь  питания, вследствие чего повышается урожайность (на 15... 30%), уменьшается полеглость растений и повышается качество зерна. Схема  работы машины показана на рисунке 23. 

7. Обоснование ленточного  способа посева с разноуровневым размещением семян и удобрений 
 

В комплексе работ  по возделыванию сельскохозяйственных культур посев занимает одно из ведущих  мест. От способа посева с обеспечением всех агротребований во многом зависит урожайность возделываемых культур. Качество посева принято оценивать равномерностью распределения семян, как по площади поля, так и по глубине заделки. Чем они равномернее распределены, тем лучше условия питания и освещения растений, дружнее всходы, меньше внутривидовая конкуренция и внедрение сорной растительности, следовательно, выше урожай. Семена должны быть, уложены на твёрдое влажное ложе, заделаны на заданную глубину, присыпаны, опять же, влажной почвой, которая для лучшего контакта с семенами должна быть прикатана сверху и прикрыта мульчирующим слоем. По данным ВИМ из-за не выполнения данных условий наиболее распространенными посевными агрегатами с дисковыми сошниками ежегодно не добирается 15-20% зерна.  

Наиболее полно  отвечают требованиям равномерного распределения семян зерновых культур  по площади - сплошной и ленточный способы посева. Как показывают исследования и практические опыты, в засушливых зонах степи и лесостепи Сибири высокой эффективностью обладает ленточный посев. Семена, расположенные лентой оказываются в наиболее комфортных, для прорастания и развития, условиях по обеспеченности площадью питания, влагой и теплом. Чтобы они к тому же были равномерно обеспечены питанием, необходимо распределить их рационально по площади ленты. 

Приемлемый способ посева и качество его выполнения в большей степени позволяют  реализовать генетический потенциал  возделываемых культур. Каждая культура требует для нормального развития определенной площади питания. Исходя из этого, обосновывается оптимальная  густота стояния растений, при  которой учитывается не только максимальная продуктивность одного растения, но и  суммарная урожайность. 

Урожайность определяется количеством растений на единице  площади и их средней продуктивностью. Проблема повышения урожайности  может быть решена увеличением количества растений на единице площади. До некоторого, определённого для каждой культуры значения, этот приём даёт положительный  эффект. При дальнейшем росте количества растений на единице площади их средняя  продуктивность резко снижается  и урожайность больше не повышается. При этом возрастает потребность  в семенах, а семенное зерно, особенно на ранних стадиях размножения, является тем потенциалом, который нужно  использовать с максимальной отдачей. Необходимо увеличивать среднюю  продуктивность растений, создавая благоприятные  условия для их роста и развития путём рационального распределения  по площади. 

В настоящее время  большая часть зерновых культур  высевается рядковым способом сеялками типа СЗП-3,6 с дисковыми сошниками. Преимуществом их по сравнению с  лаповыми сошниками сеялок типа СЗС-2,1, Обь-4-ЗТ и др. является индивидуальное копирование поверхности поля с  более равномерной глубиной заделки  семян. Однако рядковый способ посева не удовлетворяет требованиям рационального  размещения семян по площади питания. 

Проблеме обеспечения  оптимального пищевого режима растений посвящены работы И.И. Синягина, И.С. Шатилова, Н.С. Авдонина, З.И. Журбицкого, Т.Н. Кулаковской и др. По данным многих авторов одним из путей оптимизации площади питания зерновых культур является использование ленточного посева, обеспечивающего расположение растений близкое к квадратному. При этом результатами проведенных исследований, проводившихся В.А. Ма, Г.М. Бузенковым, В.А. Пахмутовым и др. установлено что, ленточный способ посева, реализованный с помощью устройств для подпочвенно-разбросного распределения семян даёт наилучшие результаты, т. к. при этом меньше испарение влаги из почвы и семена располагаются на твёрдое ложе и во влажном слое. Применение подпочвенно-разбросного посева зерновых с образованием лент обеспечивает прибавку урожая от 7 до 30%.  

Ленточный посев  синтезирует положительные свойства подпочвенно-разбросного и ленточного посевов зерновых культур, что обеспечивает лучшие условия для развития растений. Не менее существенной является проблема внесения минеральных удобрений. В условиях, когда сельские товаропроизводители испытывают постоянный недостаток финансовых средств, не имеют возможности приобрести достаточное количество минеральных удобрений и при постоянном росте цен на энергоносители и удобрения, возникает вопрос о внедрении новых энерго и ресурсосберегающих технологии, например, технологии разноуровнего внесения семян и минеральных удобрений. 

Дело в том, что  при поверхностном внесении удобрений  с последующей заделкой их лаповыми культиваторами 40-50% удобрений размещается  в верхнем, часто пересыхающем слое (0-5 см), та же картина и при внесении рядкового удобрения. В условиях сухой погоды всходы зерновых культур  в этом случае слабо обеспечиваются минеральным питанием. В то же время  широко известно, что семена сорняков в основном всходят с глубины  до 3-5 см и питательные вещества удобрений, в первую очередь используются сорняками. Небольшой дождь и хорошая  внутрипочвенная или наземная роса могут спровоцировать семена сорняков на прорастание. А в условиях хорошего увлажнения почвы всходы сорняков появляются раньше всходов зерновых культур  и могут успешно конкурировать  с культурными растениями. При  размещении удобрений на глубину 6-8 см ниже засеянных полос или лент зерновых культур, наоборот, в первую очередь, благоприятные условия  питания получат всходы культурных растений. В результате культурные растения в течение вегетационного периода становятся более конкурентоспособными по отношению к сорнякам. Уменьшаются  потери азота от испарения. «Адресное» внесение удобрений также устраняет  формирование дополнительных непродуктивных побегов растений, снижает влажность  зерна при уборке на 4–6 % по сравнению  с обычной технологией применения удобрений и сокращает затраты  на его подсушивание. Ленточный посев  и технология разноуровневого размещения семян и удобрений является основным направлением совершенствования технических средств для их выполнения. Внесение минеральных удобрений на 6 – 8 см ниже глубины заделки семян (рис.24) во влажную зону почвы, подпитывает корневую систему в период формирования растения и колоса и создает благоприятные условия для их роста и развития, увеличивается рост стебля и образования колоса, а соответственно и зерна. 
 
 
 

Рисунок 24 – Схема  ленточного посева семян и удобрений  с разноуровневым их рамещением. 

8. Обоснование конструктивно–технологической  схемы модернизированной машины 
 

Основной задачей  ведения современного сельского  хозяйства является повышение продуктивности и производительности при одновременном  сокращении издержек производства. Эта  задача проявляется в необходимости  значительного повышения урожайности, в частности зерновых, при одновременном  значительном (до 30…50%) сокращении затрат на проведение полевых работ. 

Традиционная обработка  почвы с использованием плуга, приводит к чрезмерному рыхлению, вызывающее не только разрушение структуры почвы, но и приводит к гибели бактерий и микроорганизмов, живущих в  различных слоях почвы, способствует развитию почвенной эрозии и смыву  плодородного слоя. Разрешить возникший  комплекс проблем, возможно только кардинально  изменив как саму технологию выполнения полевых работ, так и, прежде всего, технику. Все исследователи склоняются к одному выводу: необходима минимизация  обработки почвы и что она  возможна только при условии рыхления почвы без оборота пласта, то есть бесплужно. 

Одним из приемов  по минимизации воздействия машин  и орудий на почву является «прямой  посев». В большинстве случаев, после  сбора урожая, проводится мелкое лущение  стерни для поверхностной заделки  соломы. Для основной обработки почвы, то есть для максимально глубокого  рыхления пахотного слоя, применяются  преимущественно орудия с не оборачивающими рыхлителями, которые сохраняют  естественную конфигурацию слоев почвы. Они используются только после многолетнего отсутствия вспашки с постепенным  уменьшением рабочей глубины  и часто в сочетании с комбинированными посевными агрегатами. Рабочий орган  для прямого посева должен как  можно меньше перемешивать почву, провести подрезание сорняков, ленточный посев  с разноуровневым размещением семян и минеральных удобрений. 

Конструктивная схема  такого органа представлена на рисунке 25. 
 
 
 

Рисунок 25 – Схема  рабочего органа для ленточного посева с разноуровневым размещением семян и удобрений. 

1 – стойка; 2 –  колено; 3 – раструб; 4 – долото; 5 – лапа культиваторная; 
 

В представленном дипломном  проекте предлагается модернизировать  стерневую сеялку СЗС – 2,8 , заменой  лапового сошника на принципиально  новый рабочий орган, который  позволит вносить семена и удобрения  на разном уровне при ленточном посеве причем удобрения будут находится на 5 – 6 см ниже уровня заделки семян. При выборе способа посева принимались во внимание наблюдения и рекомендацияи И.Е. Овсинского, которые показывают ненужность и даже вредность глубокой обработки почвы для рекомендуемого им и принятого нами способа посева.  

В предлагаемом варианте посевной агрегат должен как можно  меньше рыхлить и перемешивать почву, безотказно работать как на сухих так и на влажных почвах с большим количеством растительных остатков. Выбран рабочий орган с клиновым сошником, который лишен недостатков зубовых сошников, выгодно отличается от дисковых и позволяет реализовать технологию разноуровневого внесения семян и удобрений. Хотя семена, расположенные лентой в бороздках оказываются в наиболее комфортных, для прорастания и развития, условиях по обеспеченности влагой и теплом но чтобы они к тому же были равномерно обеспечены питанием, необходимо распределить их рационально по площади ленты. Важным фактором для получения равномерно высокой продуктивности растений при ленточном посеве является определение принципа рационального размещения семян по ширине ленты с учётом «краевого эффекта». В связи с наличием междурядий (не засеянной полосы), растения находящиеся по краям ленты и в середине имеют разные условия для развития: у крайних растений лучше освещённость, их корневые системы могут беспрепятственно занимать не занятую площадь, тогда как средние вынуждены преодолевать для этого внутривидовую конкуренцию со стороны первых, и как следствие - формирование доминантных и подчинённых растений. Для решения этого вопроса мы предлагаем установить в области подачи семян в ленты распределитель семян представленный на рисунке 26.