Способ оценки вариабельности глубины послеуборочного дискового лущения стерни зерновых колосовых культур
Владельцы патента RU 2600703:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса" (ФГБНУ "Росинформагротех") (RU)
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам определения показателей качества глубины дискового лущения стерни зерновых колосовых культур. Способ оценки вариабельности глубины послеуборочного дискового лущения стерни зерновых колосовых культур предусматривает, что с помощью шнура, провешенного по оси симметрии следа комбайна, проложенного с необработанного на обработанный участок поля и по параллельной линии, равноудаленной от следов комбайна в соседних проходах, проводят измерения глубины взрыхленного слоя. Затем вычисляют средние значения глубины по линиям измерений и определяют по ним степень снижения средней глубины обработки, затем по зависимости У=14,472 е0,0167x определяют коэффициент вариации глубины лущения в целом по полю. Способом обеспечивается повышение точности оценки глубины послеуборочного дискового лущения стерни зерновых колосовых культур. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам определения показателей качества глубины дискового лущения стерни зерновых колосовых культур.
Цель изобретения - повышение точности оценки глубины послеуборочного дискового лущения стерни зерновых колосовых культур.
Известен способ определения глубины обработки (глубины взрыхленного слоя) техническими средствами для поверхностной обработки почвы (СТО АИСТ 4.2-2010 Машины и орудия для поверхностной и мелкой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей), в соответствии с которым глубину обработки измеряют линейкой по следу рабочего органа технического средства, погружая ее в почву до необработанного слоя.
Недостаток данного способа применительно к определению глубины дискового лущения стерни зерновых колосовых культур заключается в следующем.
Существенное увеличение бункеров современных высокопроизводительных зерноуборочных комбайнов (до 14 м) и металлоемкости (до 18-20 тонн и более) приводит к увеличению нагрузки на колеса комбайнов и вынуждает производителей увеличивать размеры применяемых колес. В результате этого на поле после прохода комбайна остаются уплотненные следы колес шириной до 1 метра, занимающие до 20% площади поля.
Согласно проведенным в условиях разных хозяйств исследованиям 11 марок дисковых борон на послеуборочном лущении стерни (Скорляков В.И., Юрина Т.А. Агротехнические показатели дисковых борон при послеуборочном лущении стерни озимой пшеницы // Техника и оборудование для села. №11, 2014 г., с. 5-8) на уплотненных следах зерноуборочных комбайнов происходит существенное снижение глубины взрыхленного слоя - от 20 до 50% относительно глубины вне следов комбайна. Наличие таких закономерных периодически повторяющихся на поле отклонений глубины в сравнении со случайными факторами в наибольшей мере влияет на увеличение коэффициента вариации глубины обработки (глубины взрыхленного слоя).
В стандарте по испытаниям машин для поверхностной обработки почвы (СТО АИСТ 4.2-2010) отмечено, что глубину обработки измеряют по следу рабочего органа с интервалом 1 м по ходу почвообрабатывающей машины по 25 измерений в каждой из четырех повторностей.
Однако применительно к дисковому лущению стерни общие показатели по результатам 25 измерений будут зависеть от количества измерений по следам комбайна. При утвердившемся в производственной практике направлении движения агрегата при дисковом лущении под углом к направлению движения комбайна, в зависимости от величины угла и от расположения начальной точки отсчета относительно следа, 25-метровая линия по следу рабочего органа лущильного агрегата может пересекать одну пару уплотненных следов комбайна, а может пересекать две пары следов. В результате на уплотненных следах может оказаться в среднем или 10-12 или 20-24% измерений с существенно уменьшенными в зависимости от конструктивных особенностей бороны (в пределах 20-50%) значениями глубины обработки.
Таким образом, данный способ определения вариабельности глубины дискового лущения стерни какой-либо дисковой бороной, не учитывает закономерно повторяющиеся на поле полосы с существенно меньшей глубиной обработки (по следам комбайна), результаты оценок зависят от нерегламентированных стандартом условий измерений (от величины угла между направлениями движения комбайна и лущильного агрегата), что приводит к существенным искажениям результатов оценок технических средств для дискового лущения стерни, выполненных на разных полях. Необходимо отметить, что в производственной практике угол между направлениями движения комбайна и лущильного агрегата выбирают с учетом конфигурации поля и из стремления обеспечить наибольшую среднюю длину гона, что не гарантирует сопоставимых условий оценок качества глубины обработки.
Четырехкратная повторность измерений, предусмотренная стандартом (СТО АИСТ 4.2-2010), повышает вероятность получения однозначных результатов оценок, но не гарантирует от искажения результатов оценок и повышает продолжительность измерений.
Предлагаемый способ оценки вариабельности глубины послеуборочного дискового лущения стерни зерновых колосовых культур основан на результатах исследований, приведенных в процитированной выше статье.
Так как в результате прохода комбайна и последующего дискового лущения стерни (при движении агрегата под углом к направлению проходов и следов комбайна) происходит снижение глубины на уплотненных следах в сравнении с глубиной вне следов (фиг. 1), то по результатам работы 11 дисковых борон разных марок при лущении стерни озимой пшеницы в хозяйствах Краснодарского края были проведены измерения глубины по оси симметрии следа, провешенной с помощью шнура с необработанного на обработанный участок поля, и вне следа комбайна, по которым были найдены соответствующие средние значения и степень снижения средней глубины по уплотненным следам (таблица). Для каждой дисковой бороны по результатам измерений по диагонали поля (что применяется в стандартизованном базовом способе), наряду со средними значениями, определяли коэффициенты вариации глубины обработки.
Точки, характеризующие соответствующие показатели дисковых борон, откладывали в координатах графика (фиг. 1): по оси ординат - «Коэффициент вариации глубины обработки по диагонали поля» и по оси абсцисс - «Степень снижения глубины обработки на колеях комбайна». Для полученной совокупности точек с использованием электронного ресурса Excel осуществляли выбор вида эмпирической формулы.
Из прочих вероятных видов функций (линейной, полиномиальной и др.) наибольший коэффициент детерминации (0,538) получен для экспоненциальной функции:
У=14,472 е0,0167x, %,
где У - коэффициент вариации глубины обработки по диагонали поля, %;
X - степень снижения глубины обработки на колеях комбайна, %;
е - основание натурального логарифма (или число Эйлера, приближенно равное 2,718).
Таким образом, с использованием полученных координат точек для 11 дисковых борон разных марок была установлена эмпирическая зависимость коэффициента вариации глубины дискового лущения стерни (У) (при измерениях глубины по диагонали поля в соответствии с СТО АИСТ 4.2-2010) от величины относительного снижения средней глубины по следам комбайна в сравнении со средней глубиной вне следов комбайна (X). Также было установлено, что предлагаемый способ обеспечивает возможность определения коэффициента вариации глубины обработки по полю в целом по разнице средних значений глубины обработки почвы по следу и вне следа комбайна с применением приведенной формулы или графической зависимости.
При оценке вариабельности глубины послеуборочного дискового лущения стерни по предлагаемому способу необходима следующая последовательность действий.
При работе агрегата с дисковой бороной на поле (фиг. 2) под углом к следам 1 зерноуборочного комбайна проводят измерения глубины взрыхленного слоя по оси симметрии следа комбайна 3, проложенного с необработанного 4 на обработанный 2 участок поля с помощью шнура, провешенного по оси симметрии 3 следа и по параллельной линии 5, равноудаленной от следов 1 комбайна в соседних проходах.
Затем подсчитывают значения средней глубины взрыхленного слоя в отдельности по следу комбайна и вне следа, а также по диагонали участка.
По разности данных средних значений глубины вне следа и по следу находят величину в процентах, на которую уменьшается глубина взрыхленного слоя по уплотненному следу комбайна. По степени снижения средней глубины взрыхленного слоя по следам зерноуборочного комбайна относительно средней глубины вне следа по графику или при использовании указанной выше формулы определяют коэффициент вариации глубины обработки по полю в целом.
Определение показателей качества глубины дискового лущения стерни зерновых колосовых культур по предлагаемому способу позволяет исключить случайные факторы, возникающие при оценках, и обеспечивает повышение точности оценки глубины послеуборочного дискового лущения стерни зерновых колосовых культур.
Способ оценки вариабельности глубины послеуборочного дискового лущения стерни зерновых колосовых культур, включающий измерения глубины лущения на поле, имеющем следы зерноуборочного комбайна, статистическую обработку результатов измерений, отличающийся тем, что с помощью шнура, провешенного по оси симметрии следа комбайна, проложенного с необработанного на обработанный участок поля и по параллельной линии, равноудаленной от следов комбайна в соседних проходах, проводят измерения глубины взрыхленного слоя, затем вычисляют средние значения глубины по линиям измерений и определяют по ним степень снижения средней глубины обработки, затем по зависимости У=14,472 е0,0167x определяют коэффициент вариации глубины лущения в целом по полю.
