780
.pdfАГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
риях хозяйств. Суммарный объем производ- |
|
|
Методика. Для решения поставленной |
|||||||||||||||||||||||||||
ства не превышает 1,0-1,2 млн. т при средней |
цели на |
опытном |
|
поле |
Пермской |
|
ГСХА |
|||||||||||||||||||||||
урожайности |
124-142 (238,4) |
ц/га. Научно |
в 2008– 2010 гг. был заложен трехфакторный |
|||||||||||||||||||||||||||
обоснованная |
|
норма |
потребления |
|
картофеля |
опыт с картофелем сорта Невский по следую- |
||||||||||||||||||||||||
|
|
щей схеме: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
обеспечивается в среднем на 82-95 % [2]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
фактор А – доза азотно-фосфорных удоб- |
|||||||||||||||||||||||||||
Картофель отличается |
повышенными |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
рений, А1 – N0P0, А2 – N90P90, А3 – N180P180; |
||||||||||||||||||||||||||||||
требованиями к количеству питательных ве- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
фактор В – дозы калийных удобрений: |
||||||||||||||||||||||||||||
ществ, необходимых для образования высоко- |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
В1 |
– K90, В2 – K180; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
го урожая. Для нормального роста и развития |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
фактор С – формы калийных удобрений: |
||||||||||||||||||||||||||||
картофельного растения в условиях большин- |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
С1 |
– калий хлористый, С2 – калий хлористый |
|||||||||||||||||||||||||||||
ства почв он наиболее часто испытывает по- |
||||||||||||||||||||||||||||||
электролитный. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
требность лишь в трех основных элементах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
Расположение |
|
вариантов |
систематиче- |
|||||||||||||||||||||||||
питания – азоте, фосфоре и калии [3]. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
ское, по схеме рендомизированных блоков. |
|||||||||||||||||||||||||||||
На формирование 40 т/га клубней и соот- |
||||||||||||||||||||||||||||||
Повторность вариантов в |
опыте 6-кратная. |
|||||||||||||||||||||||||||||
ветствующего |
|
количества ботвы |
растениями |
Общая площадь делянки – 9,8 м2, учетная – |
||||||||||||||||||||||||||
картофеля потребляется порядка 240 кг N, 80 |
3,5 м2. Удобрения |
вносились |
вручную, под |
|||||||||||||||||||||||||||
кг Р2О5 |
и 320 кг К2О. Подобно всем культу- |
предпосевную культивацию. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
рам, накапливающим углеводы, картофель |
|
|
Почва опытного участка – дерново- |
|||||||||||||||||||||||||||
нуждается, по сравнению с зерновыми и зер- |
мелкоподзолистая тяжелосуглинистая со сле- |
|||||||||||||||||||||||||||||
нобобовыми культурами, в значительно боль- |
дующей |
характеристикой |
пахотного |
|
слоя: |
|||||||||||||||||||||||||
шей обеспеченности калием. |
|
|
|
|
|
рНКСl – 4,7-5,4; Нг – 3,9-4,7 ммоль/ 100 г. поч- |
||||||||||||||||||||||||
Разбалансированный |
рынок |
|
производ- |
вы; S – 16,9-18,4 ммоль/ 100 г. почвы, содер- |
||||||||||||||||||||||||||
ственного сырья и создавшийся в настоящее |
жание подвижных форм фосфора и калия по |
|||||||||||||||||||||||||||||
Кирсанову – 145,3-223,1 и 124,7-180,1 мг/кг |
||||||||||||||||||||||||||||||
время |
диспаритет цен |
между |
получаемой |
|||||||||||||||||||||||||||
почвы, соответственно. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
сельскохозяйственной продукцией и затрачи- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
Агротехника в опыте общепринятая для |
||||||||||||||||||||||||||||
ваемыми на еѐ получение средствами, создают |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
возделывания картофеля в Предуралье. Учет |
||||||||||||||||||||||||||||||
трудности, связанные с выбором и приобрете- |
||||||||||||||||||||||||||||||
урожая – сплошной, поделяночный. Статисти- |
||||||||||||||||||||||||||||||
нием хозяйствами и фермерами минеральных |
||||||||||||||||||||||||||||||
ческая обработка данных проведена с исполь- |
||||||||||||||||||||||||||||||
удобрений [4]. В связи с чем, хозяйства расте- |
||||||||||||||||||||||||||||||
зованием методики, изложенной Б.А. Доспе- |
||||||||||||||||||||||||||||||
ниеводческой отрасли вынуждены прибегать к |
||||||||||||||||||||||||||||||
ховым [5]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
применению альтернативных, более дешевых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
Результаты. Неоднородность метеороло- |
||||||||||||||||||||||||||||
источников элементов питания в виде отходов |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
гических условий и условий минерального |
||||||||||||||||||||||||||||||
перерабатывающей промышленности. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
питания за период проведения исследований |
|||||||||||||||||||||||||||||
Цель исследования |
определить возмож- |
|||||||||||||||||||||||||||||
обеспечили существенное варьирование уро- |
||||||||||||||||||||||||||||||
ность использования калия хлористого элек- |
||||||||||||||||||||||||||||||
жайности по годам исследований (табл. 1). |
||||||||||||||||||||||||||||||
тролитного на картофеле в качестве калийного |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
удобрения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|||||
Влияние минеральных удобрений на урожайность картофеля, кг/10 м2 (среднее за 3 года) |
||||||||||||||||||||||||||||||
Фактор |
Фактор |
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактор С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя по А |
|||||||||
|
|
|
Кхл. |
|
|
|
|
|
|
Кэл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
А |
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2008 г |
2009 г |
2010 г |
Среднее |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
2008 г |
2009 г |
|
2010 г |
|
Среднее |
2008 г |
|
2009 г |
|
2010 г |
Среднее |
|||||||||||||||||
N0Р0 |
|
К90 |
|
10,31 |
33,92 |
|
14,70 |
|
19,64 |
9,84 |
|
|
36,96 |
|
14,33 |
20,38 |
|
11,41 |
33,59 |
15,06 |
|
20,02 |
|
|||||||
|
К180 |
|
13,18 |
31,18 |
|
15,78 |
|
20,05 |
12,30 |
|
32,30 |
|
15,41 |
20,00 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
N90Р90 |
К90 |
|
16,56 |
34,92 |
|
23,63 |
|
25,04 |
15,78 |
|
34,60 |
|
22,98 |
24,45 |
|
17,42 |
38,11 |
23,40 |
|
26,31 |
|
|||||||||
К180 |
|
15,61 |
40,56 |
|
21,11 |
|
25,76 |
21,75 |
|
42,35 |
|
25,86 |
29,99 |
|
|
|
||||||||||||||
N180Р180 |
К90 |
|
15,83 |
32,30 |
|
27,10 |
|
25,08 |
16,48 |
|
32,55 |
|
30,67 |
26,57 |
|
19,67 |
34,98 |
30,26 |
|
28,30 |
|
|||||||||
К180 |
|
20,94 |
39,49 |
|
30,71 |
|
30,38 |
25,42 |
|
35,58 |
|
32,58 |
31,19 |
|
|
|
||||||||||||||
Средняя по С |
|
15,40 |
35,40 |
|
22,17 |
|
24,32 |
16,93 |
|
35,72 |
|
23,64 |
25,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
2008 г. |
|
|
|
|
2009 г. |
|
|
|
2010 г. |
Среднее за 3 года |
|||||||||||||||
Средняя по В1 |
|
|
14,13 |
|
|
|
|
|
34,21 |
|
|
|
|
22,24 |
|
|
|
|
23,53 |
|
||||||||||
Средняя по В2 |
|
|
18,20 |
|
|
|
|
|
36,91 |
|
|
|
|
23,58 |
|
|
|
|
26,23 |
|
||||||||||
|
|
|
Оценка существенности эффектов |
|
|
|
|
|
2008 г. |
|
2009 г. |
|
2010 г |
|
Среднее |
|||||||||||||||
НСР05 |
для частных различий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,69 |
|
|
|
6,32 |
|
4,50 |
|
5,98 |
|
||||||||
НСР05 |
для главных эффектов по фактору А |
|
|
|
|
|
|
|
3,84 |
|
|
|
3,16 |
|
2,25 |
|
2,99 |
|
||||||||||||
НСР05 |
для главных эффектов по фактору В и С |
|
|
|
|
|
3,14 |
|
|
|
2,58 |
|
1,84 |
|
2,44 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
|
|
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО |
||
|
|
|
||
|
Внесение в опыте минеральных удобре- |
существенную разность. Действие изучаемых |
||
ний привело к следующим изменениям про- |
форм калийных удобрений на продуктивность |
|||
дуктивности растений. Внесение азотных и |
растений картофеля было схожим. Наиболь- |
|||
фосфорных удобрений в дозе 90 кг/га д.в. |
шая урожайность в опыте была получена |
|||
(каждого элемента) позволило увеличить в 1,5 |
при внесении 180 кг/га д.в. калия хлористо- |
|||
раза урожайность клубней картофеля (с 11,41 |
го и калия хлористого электролитного на |
|||
до 17,42 кг/10 м2). Последующее увеличение |
фоне N90P90. Высокое содержание азота и |
|||
азотно-фосфорного фона до 180 кг/га д.в., не |
фосфора в почве ограничивало действие вы- |
|||
привело к существенному увеличения уро- |
сокой дозы азотно-фосфорных удобрений, |
|||
жайности. По главному эффекту, высокая доза |
которое отчасти способствовало более ин- |
|||
калийного компонента (180 кг/га) была более |
тенсивному использованию калия почвы и |
|||
эффективна в составе полного минерального |
внесенных удобрений. |
|
|
|
удобрения (фактор В). Прибавка от еѐ внесе- |
Отличный от предыдущих по сочетанию |
|||
ния составила 4,07 кг/10 м2 (при НСР05 = 3,14), |
метеоусловий 2010 год, по нашему мнению, |
|||
вследствие чего, независимо от доз азотно- |
стал основным фактором высокого действия |
|||
фосфорных удобрений, максимальная уро- |
на картофеле используемых в опыте азотно- |
|||
жайность при внесении хлористого калия |
фосфорных удобрений. Уровень прибавки |
|||
(20,94 кг/10 м2) и электролитного (21,75 кг/ |
урожая клубней возрастал |
пропорционально |
||
10 м2) получена при внесении калия в дозе 180 |
вносимым дозам. Более высокий уровень |
|||
кг/га. По главным и частным различиям раз- |
урожая в опыте, независимо от формы калий- |
|||
ницы в действии форм калийных удобрений |
ного удобрения, был получен при сочетании |
|||
выявлено не было. Максимальная урожай- |
максимально-высокого |
уровня |
азотно- |
|
ность клубней – 21,75 кг/10 м2 – получена при |
фосфорных удобрений и калийного компо- |
|||
внесении калия хлористого электролитного в |
нента (N180P180+K180). Величина урожая при |
|||
дозе 180 кг/га д.в. на фоне N90Р90. |
внесении хлористого и электролитного калия |
|||
|
В 2009 г. высокое содержание элементов |
составили, соответственно. (30,71 кг и 32,58 кг |
||
питания в почве, наряду с благоприятными |
с 10 м2). На основании главных и частных раз- |
|||
погодными условиями, обеспечили более вы- |
личий эффекта от применения более высокой |
|||
сокую продуктивность растений в целом по |
дозы калия удобрений выявлено не было, что, |
|||
опыту. Существенная разница в уровне уро- |
в первую очередь, можно связать со значи- |
|||
жайности по сравнению с «нулевым» фоном |
тельным количеством калия, доступного для |
|||
(N0P0), была получена на фоне N90P90, увели- |
растений в почве. |
|
|
|
чение дозы азотно-фосфорных удобрений до |
В биохимических процессах, протекаю- |
|||
180 кг/га было агрономически неоправдан- |
щих в картофельном клубне, важная роль |
|||
ным. В свою очередь, растения положительно |
принадлежит макро- и микроэлементам. Вли- |
|||
отзывались на удвоенную дозу калия. Доказа- |
яние минеральных удобрений на элементный |
|||
тельством служит прибавка, превышающая |
состав клубней представлен в |
таблице 2. |
Таблица 2
Влияние минеральных удобрений на содержание фосфора и калия в составе клубней картофеля, % на сухое вещество (среднее за 3 года)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактор С |
|
|
|
Среднее |
|
||
|
Фактор А |
|
Фактор В |
Кхл. |
|
Кэл. |
|
Кхл. |
|
Кэл. |
по фактору А |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Р2О5 |
|
|
|
К2О |
Р2О5 |
|
К2О |
|
||
|
N0Р0 |
|
К90 |
|
0,51 |
|
0,73 |
|
1,69 |
|
1,77 |
0,68 |
|
1,75 |
|
|
|
|
К180 |
|
0,73 |
|
0,75 |
|
1,78 |
|
1,75 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
N90Р90 |
|
К90 |
|
0,64 |
|
0,72 |
|
1,62 |
|
1,66 |
0,73 |
|
1,68 |
|
|
|
|
К180 |
|
0,75 |
|
0,82 |
|
1,76 |
|
1,68 |
|
|
||||
|
N180Р180 |
|
К90 |
|
0,75 |
|
0,77 |
|
1,75 |
|
1,71 |
0,71 |
|
1,70 |
|
|
|
|
К180 |
|
0,71 |
|
0,62 |
|
1,65 |
|
1,69 |
|
|
||||
|
Среднее по фактору С |
|
0,68 |
|
0,73 |
|
1,71 |
|
1,71 |
|
|
|
|
|||
|
Среднее по фактору В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
В1 |
|
0,69 |
|
|
|
1,70 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
В2 |
|
0,73 |
|
|
|
1,72 |
|
|
|
|
|||
|
Оценка существенности эффектов для Р2О5 / К2О: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
НСР05 |
для частных различий |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25/0,20 |
|
||||
|
НСР05 |
для главных |
по фактору А |
|
|
|
|
|
|
0,12/0,10 |
|
|||||
|
эффектов |
|
|
по факторам В и С |
|
|
|
|
|
|
0,10/0,08 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
|
|
|
|
|
|
11 |
|
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
|
|
Наиболее высокое содержание фосфо- |
клетчатку. В совокупности, данные соедине- |
|
|||||||||||||||||
ра в клубнях (0,75-0,82%), независимо от |
ния отражают содержание «сырой клетчатки». |
|
|||||||||||||||||||
формы калийного удобрения, получено при |
|
Количество сырой золы и сырой клетчат- |
|
||||||||||||||||||
использовании следующего сочетания эле- |
ки, полученное в опыте в клубнях, представ- |
|
|||||||||||||||||||
ментов питания – N90Р90 + К180. Более высокое |
лено в таблице 4. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
содержание К2О, независимо от дозы калий- |
|
Внесение азотно-фосфорных удобрений |
|
||||||||||||||||||
ных удобрений, отмечено в вариантах с одно- |
позволило получить картофель с меньшим |
|
|||||||||||||||||||
сторонним внесением калийного компонента. |
количеством минеральных веществ в клубнях. |
|
|||||||||||||||||||
|
|
Данные, полученные в среднем за 3 го- |
На достоверность сказанного указывает вели- |
|
|||||||||||||||||
да исследований, |
свидетельствуют об отсут- |
чина НСР05 для главного эффекта по фактору |
|
||||||||||||||||||
ствии |
четкой зависимости |
действия мине- |
|
||||||||||||||||||
А. По-видимому, дополнительное количество |
|
||||||||||||||||||||
ральных удобрений на содержание фосфора и |
|
||||||||||||||||||||
азота в сочетании с фосфором способствует |
|
||||||||||||||||||||
калия в составе клубней. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
более интенсивному фосфорному обмену, ко- |
|
||||||||||||||||
|
|
Высокое содержание в клубнях карто- |
|
||||||||||||||||||
|
|
торый, в свою очередь, является центральным |
|
||||||||||||||||||
феля крахмала, азотистых соединений и ряда |
|
||||||||||||||||||||
звеном общего обмена веществ. Также можно |
|
||||||||||||||||||||
других |
веществ |
(клетчатки, |
жира, |
зольных |
|
||||||||||||||||
отметить переход части зольных элементов в |
|
||||||||||||||||||||
элементов) определяют его пищевые и кормо- |
|
||||||||||||||||||||
непродуктивную часть урожая. |
|
|
|
||||||||||||||||||
вые достоинства [6]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Большее |
количество |
зольных |
веществ |
|
|||||||||||
Получить максимальное содержание сы- |
|
|
|||||||||||||||||||
(5,72 и 6,05 %, соответственно) отмечено при |
|
||||||||||||||||||||
рого протеина и сырого жира в клубнях (8,20- |
|
||||||||||||||||||||
одностороннем внесении калия хлористого и |
|
||||||||||||||||||||
9,28 % и 1,07-1,11 %) позволило внесение ка- |
|
||||||||||||||||||||
калия электролитного в удвоенной дозе; со- |
|
||||||||||||||||||||
лия на делянках независимо от фона азотно- |
|
||||||||||||||||||||
держание сложных углеводистых соединений |
|
||||||||||||||||||||
фосфорных |
удобрений в |
дозе |
120 и |
|
|||||||||||||||||
(независимо от применяемой формы калийно- |
|
||||||||||||||||||||
90 кг/га, соответственно (табл. 3). |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
го удобрения) отмечено при внесении 90 кг/га |
|
||||||||||||||||||
Картофель не содержит большого коли- |
|
||||||||||||||||||||
калия на максимально высоком фоне азотно- |
|
||||||||||||||||||||
чества |
жиров. За |
счет |
него |
удовлетворяется |
|
||||||||||||||||
фосфорных удобрений. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
примерно 0,67 % от нормального количества |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
На основании главных эффектов по факто- |
|
|||||||||||||||||||
жиров, |
необходимых |
животным. В |
клубне |
|
|
||||||||||||||||
рам В и С важно отметить равнозначность вли- |
|
||||||||||||||||||||
картофеля содержится в среднем около 0,1 % |
|
||||||||||||||||||||
яния используемых форм калийных удобрений. |
|
||||||||||||||||||||
«сырых жиров» на сырое вещество или 0,7- |
|
||||||||||||||||||||
|
Количество сырой клетчатки в вариантах |
|
|||||||||||||||||||
0,9 % – на сухое вещество [7]. Несмотря на то, |
|
|
|||||||||||||||||||
не зависело от внесенного количества азотно- |
|
||||||||||||||||||||
что количество липидов в клубне не велико, |
|
||||||||||||||||||||
фосфорного-калийного компонента и формы |
|
||||||||||||||||||||
имеются данные об активном их участии в |
|
||||||||||||||||||||
последнего по делянкам опыта. |
|
|
|
||||||||||||||||||
обмене веществ и формировании вкуса и за- |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
Возможно, данная тенденция |
|
наблюда- |
|
|||||||||||||||||
паха картофеля [8, 9]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
лась за счет наличия значительного количе- |
|
|||||||||||||||
При выращивании картофеля примерно 2- |
|
||||||||||||||||||||
ства элементов питания и, |
прежде всего, до- |
|
|||||||||||||||||||
5 % от всего количества полисахаридов в со- |
|
||||||||||||||||||||
ступного для растений калия в почве. |
|
||||||||||||||||||||
ставе клубней приходится на гемицеллюлозу, |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
пентозаны, пектиновые вещества и собственно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
Влияние минеральных удобрений на содержание сырого протеина и сырого жира |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
в составе клубней картофеля, % на сухое вещество (среднее за 3 года) |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактор С |
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|||
Фактор А |
Фактор В |
|
Кхл. |
|
Кэл. |
|
Кхл. |
|
Кэл. |
|
по фактору А |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Сырой протеин |
|
Сырой жир |
|
Сырой протеин |
|
Сырой жир |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N0Р0 |
|
К90 |
|
|
|
9,16 |
|
6,84 |
|
1,04 |
|
0,95 |
|
7,60 |
|
|
|
0,96 |
|
||
|
К180 |
|
|
|
7,85 |
|
6,56 |
|
0,87 |
|
0,99 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
N90Р90 |
К90 |
|
|
|
7,10 |
|
7,34 |
|
1,11 |
|
0,90 |
|
7,82 |
|
|
|
0,99 |
|
|||
К180 |
|
|
|
9,28 |
|
7,55 |
|
0,93 |
|
1,04 |
|
|
|
|
|
||||||
N180Р180 |
К90 |
|
|
|
8,33 |
|
8,07 |
|
0,93 |
|
1,07 |
|
8,12 |
|
|
|
1,01 |
|
|||
К180 |
|
|
|
7,86 |
|
8,20 |
|
1,05 |
|
0,96 |
|
|
|
|
|
||||||
Среднее по фактору С |
|
|
|
8,26 |
|
7,43 |
|
0,99 |
|
0,99 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Среднее по фактору В: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
В1 |
|
|
|
|
|
7,81 |
|
|
|
1,00 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
В2 |
|
|
|
|
|
7,88 |
|
|
|
0,97 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Оценка существенности эффектов для сырого протеина/сырого жира |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
НСР05 |
для частных различий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,79/0,21 |
|
|
|
||||||
НСР05 |
для главных |
|
|
по фактору А |
|
|
|
|
|
|
|
1,39/0,11 |
|
|
|
||||||
эффектов |
|
|
|
по факторам В и С |
|
|
|
|
|
|
|
1,14/0,09 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
|
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 4
Влияние минеральных удобрений на содержание сырой золы и сырой клетчатки в составе клубней картофеля, % на сухое вещество (среднее за 3 года)
|
|
|
|
|
|
Фактор С |
|
|
|
Среднее |
||
Фактор А |
Фактор В |
Кхл. |
|
Кэл. |
|
Кхл. |
|
Кэл. |
|
по фактору А |
||
|
|
|
Сырая зола |
|
Сырая клетчатка |
Сырая зола |
Сырая клетчатка |
|||||
N0Р0 |
К90 |
5,45 |
|
5,74 |
|
2,02 |
|
2,48 |
5,74 |
|
2,29 |
|
К180 |
5,72 |
|
6,05 |
|
2,40 |
|
2,25 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
N90Р90 |
К90 |
5,03 |
|
5,28 |
|
2,13 |
|
2,03 |
5,27 |
|
2,31 |
|
К180 |
5,22 |
|
5,53 |
|
2,57 |
|
2,50 |
|
||||
N180Р180 |
К90 |
5,17 |
|
5,21 |
|
2,69 |
|
2,90 |
5,26 |
|
2,40 |
|
К180 |
5,40 |
|
5,28 |
|
2,03 |
|
1,97 |
|
||||
Среднее по фактору С |
5,33 |
|
5,51 |
|
2,31 |
|
2,35 |
|
|
|
||
Среднее по фактору В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
В1 |
5,31 |
|
|
|
2,37 |
|
|
|
||
|
|
В2 |
5,53 |
|
|
|
2,29 |
|
|
|
||
Оценка существенности эффектов для сырой золы/сырой клетчатки: |
|
|
|
|||||||||
НСР05 |
для частных различий |
|
|
|
|
|
|
0,72/0,78 |
||||
НСР05 |
для главных |
по фактору А |
|
|
|
|
|
|
0,36/0,39 |
|||
эффектов |
|
по факторам В и С |
|
|
|
|
|
0,29/0,32 |
Клубни картофеля, ради которых воздецерогенными, мутагенными и эмбриотоксиче-
|
лывается эта культура, на 75…80 % состоят из |
скими свойствами. Установлено, что 60-80 % |
|||||||||||||||
|
воды и на 20…25 % – из сухого вещества, ко- |
поступающего количества нитратов животные |
|||||||||||||||
|
торое практически на 70 % состоит из крахма- |
получают, прежде всего, с картофелем. |
|||||||||||||||
|
ла. У среднеранних сортов наиболее интен- |
|
Данные по содержанию крахмала и нит- |
||||||||||||||
|
сивное накопление крахмала в клубнях |
ратов в составе клубней картофеля, выращен- |
|||||||||||||||
|
наблюдается через 70-80 дней после посадки. |
ного в опыте, представлены в таблице 5. |
|||||||||||||||
|
В Нечерноземной зоне это происходит в |
|
Рассчитанные величины главных эффек- |
||||||||||||||
|
июле-августе, что совпадает с активным клуб- |
тов и частных различий указывают на отсут- |
|||||||||||||||
|
ненакоплением. На крахмалистость клубней в |
ствие существенного влияния изучаемых фак- |
|||||||||||||||
|
первую очередь оказывают влияние сортовые |
торов на содержание крахмала. |
|
|
|
||||||||||||
|
особенности, размерность клубней, состав |
|
Прохладная погода, недостаток солнеч- |
||||||||||||||
|
почвы, ее обеспеченность влагой, элементами |
ных дней, избыток осадков подавляет процесс |
|||||||||||||||
|
питания и, прежде всего, азотом и калием. |
фотосинтеза и, как следствие, нитраты накап- |
|||||||||||||||
|
Для |
здоровья |
животных значительную |
ливаются на уровнях, значительно превыша- |
|||||||||||||
|
опасность при скармливании картофеля пред- |
ющих ПДК. Министерством здравоохранения |
|||||||||||||||
|
ставляют нитраты, из которых в желудочно- |
утверждены санитарно-гигиенические нормы, |
|||||||||||||||
|
кишечном тракте образуются нитриты. Обра- |
согласно которым величина предельно- |
|||||||||||||||
|
зующиеся при участии нитратов нитрозоамины |
допустимых концентраций для картофеля со- |
|||||||||||||||
|
и нитрозоамиды обладают выраженными кан- |
ставляет 250 мг/кг сырых клубней. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
Влияние минеральных удобрений на содержание крахмала и нитратов |
|
|
|
|||||||||||
|
|
в составе клубней картофеля, в % и мг/кг сухого вещества (среднее за 3 года) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактор С |
|
|
Среднее |
|
||||
|
Фактор А |
|
Фактор В |
Кхл. |
|
Кэл. |
|
Кхл. |
|
Кэл. |
по фактору А |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Крахмал |
|
|
|
Нитратов |
Крахмал |
|
Нитратов |
|
||
|
N0Р0 |
|
К90 |
|
|
16,81 |
|
16,68 |
|
456 |
|
389 |
16,49 |
|
410 |
|
|
|
|
К180 |
|
|
16,36 |
|
16,12 |
|
386 |
|
410 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
N90Р90 |
|
К90 |
|
|
16,91 |
|
16,16 |
|
439 |
|
503 |
16,56 |
|
449 |
|
|
|
|
К180 |
|
|
16,36 |
|
16,82 |
|
444 |
|
412 |
|
|
||||
|
N180Р180 |
|
К90 |
|
|
16,32 |
|
16,24 |
|
595 |
|
492 |
16,28 |
|
541 |
|
|
|
|
К180 |
|
|
16,72 |
|
15,82 |
|
611 |
|
467 |
|
|
||||
|
Среднее по фактору С |
|
|
16,58 |
|
16,31 |
|
488 |
|
446 |
|
446 |
|
||||
|
Среднее по фактору В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
В1 |
|
|
16,52 |
|
|
|
479 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
В2 |
|
|
16,37 |
|
|
|
455 |
|
|
|
|
|||
|
Оценка существенности эффектов для крахмала/нитратов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
НСР05 |
для частных различий |
|
|
|
|
|
|
|
1,62/261 |
|
||||||
|
НСР05 |
для главных |
|
по фактору А |
|
|
|
|
|
0,81/130 |
|
||||||
|
различий |
|
|
|
по факторам В, С и их взаимодействий |
|
|
0,66/106 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
|
|
|
|
|
|
13 |
|
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
|
Достоверное увеличение количества нит- |
руб.), |
также |
отмечено в варианте – |
|||||
розных соединений в клубнях картофеля про- |
N180Р180Кх180. Самая низкая себестоимость |
||||||||
изошло только при внесении удвоенной дозы |
тонны клубней отмечена в варианте с исполь- |
||||||||
азотно-фосфорных удобрений. По главным |
зованием двойного количества |
хлористого |
|||||||
эффектам и частным различиям, разницы в |
калия электролитного (180 кг/га д.в.) на уме- |
||||||||
действии доз и форм калийных удобрений вы- |
ренном фоне азотно-фосфорных удобрений. |
||||||||
явлено не было. Наиболее высокое содержа- |
Выводы. В среднем, за три года макси- |
||||||||
ние |
нитратов |
(соответственно, |
611 и |
мальная урожайность (31,19 кг/10 м2), получе- |
|||||
503 мг/кг), независимо от азотно-фосфорного |
на при внесении хлористого калия электро- |
||||||||
фона, было отмечено при внесении 180 кг/га |
литного в варианте N180Р180 + Кэл.180. Отмечен |
||||||||
д.в. хлористого калия и 90 кг/га д.в. хлористо- |
положительный эффект от применения двой- |
||||||||
го калия электролитного. |
|
ной дозы калия, независимо от формы удоб- |
|||||||
|
Для комплексной оценки эффективности |
рения. Внесение более высокой дозы азотно- |
|||||||
возделывания картофеля необходимо устано- |
фосфорного компонента минеральной смеси |
||||||||
вить экономическую целесообразность при- |
оказалось неэффективным. На основании |
||||||||
менения средств химизации в опыте (табл. 6). |
главных эффектов и частных различий уста- |
||||||||
|
Экономическая оценка позволяет опреде- |
новлена высокая эффективность нового ка- |
|||||||
лить уровень экономических затрат, себесто- |
лийного удобрения, не уступающего по эф- |
||||||||
имость получаемой продукции и рентабель- |
фективности хлористому калию как по годам |
||||||||
ность производства картофеля в целом. |
исследований, так и в среднем за три года. |
||||||||
|
Стоимость урожая с гектарной площади |
Наиболее рентабельным, на основании |
|||||||
(187,1 тыс. руб.) напрямую зависит от уро- |
представленных данных и проведенных рас- |
||||||||
жайности опытной культуры, достигая своего |
четов на их основе, можно считать вариант с |
||||||||
максимума при внесении N180Р180Кэл180. Уро- |
использованием калия хлористого электро- |
||||||||
вень |
затрат увеличивался пропорционально |
литного в дозе 180 кг/га д.в. при умеренном |
|||||||
количеству вносимых удобрений в вариантах |
фоне |
(N90P90) |
азотно-фосфорных |
удобрений. |
|||||
опыта. Наибольшее их количество (87,3 тыс. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
Экономическая эффективность использования минеральных удобрений |
||||||||
|
|
при возделывании картофеля |
|
|
|
||||
№ |
|
Стоимость |
Затраты |
Себестоимость |
Условно чистый |
|
|
||
Вариант |
урожая |
на 1 га, |
Рентабельность, % |
||||||
п/п |
клубней, руб./т доход, тыс. руб./га |
||||||||
|
с 1 га*, тыс. руб. |
тыс. руб. |
|
|
|||||
1 |
N0Р0Кх90 |
117,8 |
71,2 |
3626,4 |
46,6 |
|
65,5 |
||
2 |
N0Р0Кэл90 |
122,3 |
71,2 |
3492,1 |
51,1 |
|
71,8 |
||
3 |
N0Р0Кх180 |
120,3 |
72,5 |
3614,3 |
47,8 |
|
66,0 |
||
4 |
N0Р0Кэл180 |
120,0 |
72,0 |
3598,7 |
48,0 |
|
66,7 |
||
5 |
N90Р90Кх90 |
150,2 |
78,9 |
3149,1 |
71,4 |
|
90,5 |
||
6 |
N90Р90Кэл90 |
146,7 |
78,5 |
3209,3 |
68,2 |
|
87,0 |
||
7 |
N90Р90Кх180 |
154,6 |
80,2 |
3112,4 |
74,4 |
|
92,8 |
||
8 |
N90Р90Кэл180 |
179,9 |
80,8 |
2692,7 |
99,2 |
|
122,8 |
||
9 |
N180Р180Кх90 |
150,5 |
85,1 |
3395,0 |
65,3 |
|
76,7 |
||
10 |
N180Р180Кэл90 |
159,4 |
85,3 |
3209,6 |
74,1 |
|
86,9 |
||
11 |
N180Р180Кх180 |
182,3 |
87,6 |
2883,8 |
94,7 |
|
108,1 |
||
12 |
N180Р180Кэл180 |
187,1 |
87,3 |
2800,1 |
99,8 |
|
114,3 |
*- цены взяты на основании фактической цены реализации хозяйствами картофеля на март 2013 года.
Литература
1.Анисимов Б.В., Чугунов В.С., Шатилова О.Н. Производство и рынок картофеля в Российской Федерации в 2009 году // Картофель и овощи, 2010, - № 4. С. 13-14.
2.(Пермский край в цифрах, 2012).
3.Справочник картофелевода. Под ред. Б.А. Писарева. Сост.: А.С. Воловик, С.А. Гусев. М., Колос, 1975. – 288 с.
4.Зубко Д.Г. Кукуруза на силос для районов с коротким периодом вегетации // Кукуруза и сорго, 2009, - №1.-С. 2-3.
5.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта./ Б.А. Доспехов - М., Колос, 2011.– 335 с.
6.Власюк П.А., Власенко Н.Е. Мицко В.Н. Химический состав картофеля и пути улучшения его качества. – Киев: Наукова Думка, 1979. – 193 с
7.Картофель России, том II / Под редакцией А.В. Коршунова. – М.: ВИНИТИ, 2003. – 321 с.
8.Kushizaki M. The development physiology and fertilizer requirement of Irish potatoes. ASPAC Techn. – 1975 – Bull. 24, p. 94 // Potato fertilizers for yield and quality. – International Potash Institute. Basel/Switzerland, 1993.
9.Анисимов Б.В. Пищевая ценность картофеля и его роль в здоровом питании человека / Картофель и овощи. –
2006. – №4. С. 9-10.
14 |
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631.3
А.С. Волегов, ст. преподаватель, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА
ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМБИНИРОВАННЫХ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПОСЕВНЫХ АГРЕГАТОВ ПРИ ВЫСЕВЕ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР
|
Совершенствование высевающих аппара- |
За входные процессы модели (рис. 2а) |
|||||||
тов сеялок точного высева прежде всего свя- |
приняты: неровности почвы z(t) и плотность |
||||||||
зано с исследованием динамики элементов |
почвы (t) Оценкой модели (выходной про- |
||||||||
высевающей системы [1]. |
|
|
цесс) является скольжение почвы (t)/ Связь |
||||||
|
Динамическую модель посевной секции |
между входными и выходными переменными |
|||||||
с |
пневматическим |
высевающим |
аппаратом |
звена имеет вид: |
|
||||
рассматривали |
в |
виде |
последовательных |
ε(t)=A1(Z,t)+A2(S,t), |
(1) |
||||
звеньев (рис. 1). |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
где А1 и А2 – линейные операторы. |
|||||
|
Было установлено, что основным факто- |
||||||||
|
|
|
|||||||
ром, оказывающим влияние на формирование |
В звене 3 – «механизм привода» (рис. 2б), |
||||||||
густоты |
насаждений, является |
продольная |
|||||||
за входное воздействие принято скольжение |
|||||||||
равномерность распределения семян. Поэтому |
|||||||||
ε(t). Выходным процессом этого звена являет- |
|||||||||
в |
качестве выходного |
параметра приняли |
|||||||
ся угловая скорость диска высевающего ап- |
|||||||||
только |
процесс |
изменчивости |
интервалов |
||||||
парата ω (t). Связь по каналу ε(t) |
– ω (t) осу- |
||||||||
между семенами. |
|
|
|
|
|||||
|
Поскольку вероятностная модель, приве- |
ществляется через оператор А3. |
|
||||||
|
|
|
|||||||
денная на рисунке 1, является системой, со- |
ω (t)=A3(ε,t). |
(2) |
|||||||
стоящей из трех последовательно соединен- |
Ввиду отсутствия полного математиче- |
||||||||
ных звеньев – взаимодействие опорно- |
ского описания рабочего процесса посевной |
||||||||
приводного колеса с почвой (1), механизма |
секции с пневматическим аппаратом точного |
||||||||
привода (2) и потока семян (3), то, применив к |
высева была проведена идентификация про- |
||||||||
звену 1 как линейной преобразующей системе |
цесса высева согласно моделям, приведенным |
||||||||
принцип суперпозиций, получили разверну- |
на рисунке 2. |
|
|||||||
тую структурную схему динамической модели |
|
|
движения посевной секции (рис. 2).
z(t) |
|
(t) |
|
ω(t) |
|
l(t) |
|
1 |
2 |
3 |
|||||
(t) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Рис. 1. Модель посевной секции |
|
|
z(t) |
|
А1 |
|
|
ω(t) |
ω(t) |
|
l(t) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(t) |
(t) |
А3 |
|
А4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(t) |
|
|
|
|
Σ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
А2 |
|
а) |
|
б) |
|
|
в) |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
а) звено – «Взаимодействие опорно-приводного колеса с почвой»; б) звено - «механизм привода»; в) звено – «преобразование потока семян»
Рис. 2. Развернутая структурная схема динамической модели движения посевной секции
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
15 |
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
|
Работа основывалась на методах стати- |
амплитудно-частотная характеристика |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
стической динамики. |
|
|
|
|
|
имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
В полевых условиях была получена ин- |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
K 2 1 T 2ω 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
формация входных |
и выходных |
процессов: |
А ω |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
1 T 2ω 2 2 T 2ω 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Z(t), |
ρ(t), |
ε(t), ω (t) |
и l(t). Кроме того, реги- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
стрировались пройденным агрегатом путь L и |
При аппроксимации взяты три значения |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
время работы. Профиль поля z(t) регистриро- |
A ω 2 |
A, |
A ω 2 В , |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
вался с помощью изготовленного нами про- |
A ω 2 |
С , A ω |
0 |
2 К 2 . |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
филографа в виде полосы длиной 5 м, относи- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
тельно которого |
|
подпружиненным каточком |
Затем решали систему трех уравнений |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
регистрировались неровности с длиной волны |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Т 02ω12 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
l < 5 м. Запись процесса ρ(t) осуществлялась |
А |
|
|
К 2 |
, |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
продольным |
плотномером, |
закрепленном на |
1 |
2 |
|
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
раме агрегата. Процесс скольжения ε(t) опор- |
|
|
|
Т1 |
ω1 |
|
|
|
|
Т 2 ω1 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
К 2 1 Т 02ω22 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
но-приводного колеса регистрировался с по- |
В |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
мощью свободного (не нагруженного) колеса |
1 Т12ω22 2 |
Т 22ω22 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
с фотостробоскопическим |
датчиком. Нерав- |
|
|
|
|
|
|
К 2 1 Т 02ω32 . |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
номерность вращения высевающего диска ω(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
С 1 Т12ω32 2 |
Т 22ω32 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
регистрировалась также с помощью фото- |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
стробоскопических |
датчиков. Синхронно с |
Относительно неизвестных. |
После полу- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
регистрацией этих процессов фиксировалось |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
чения значений постоянных времени сравни- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
расстояние между семенами l(t). |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
вали экспериментальную |
|
и аппроксимируе- |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Вся |
|
аппаратура |
при записи |
процессов |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
мую частотные характеристики. |
Таким обра- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
(осциллограф, блок сбора информации) уста- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
зом в результате экспериментальных исследо- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
навливалась в кабине трактора. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ваний получили оценки операторов А |
* |
звеньев |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
В полевых условиях были получены реа- |
модели, где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
лизации указанных выше процессов, при об- |
Т1 и Т2 – постоянные времени звена, ха- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
работке которых получили автокорреляцион- |
рактеризующие инерционные и демпорирую- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
ные функции ρ(t), графики спектральных |
щие свойства; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
плотностей |
σ(ω), взаимных корреляционных |
К – коэффициент усиления звена, показы- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
функций ρху(τ) и взаимные спектральные |
вающий, как усиливается входной сигнал; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
плотности S ωj |
|
и S M ωj на скоростях |
Т0 – определяет динамику звена. |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
yx |
|
|
|
|
yx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
движения агрегата 1,73 м/с и 2,37 м,с. |
Для оценки идентичности модели исполь- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
B |
|
|
|
|
|
|
m 1 |
|
|
|
|
зовали дисперсионную |
|
меру идентичности, |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
S yx ωj |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которая была получена из функции когерент- |
||||||||||||||||||||||||
|
Ryx (0) |
R1 (i ) cosω j (i ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ности. Функция когерентности определяет |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
взаимную связь выходного и входного про- |
|||||||||||||||||||||
S yxM ωj |
|
m |
|
i sin ω j i . |
цессов в частотной области на каждой частоте |
|||||||||||||||||||||||||||||||
R2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в диапазоне, где связь существенна. |
|
|
|||||||||||||||||||
|
Амплитудно-частотные |
характеристики |
Алгоритмом вычисления предусматрива- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ли определение |
|
функции |
|
|
когерентности по |
||||||||||||||||||||||||||||||
модели определяются по выражению |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
характеристикам |
|
|
|
взаимной |
спектральной |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотности и спектральным плоскостям реали- |
|||||||||||||||||||||
A ω |
|
S B ω | S |
|
ω 2 S M |
ω | S |
|
ω 2 . |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
x |
x |
зации на входе и выходе модели |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
yx |
|
|
|
yx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Полученные экспериментальные характе- |
2 ω |
|
|
|
|
|
S ω |
|
2 |
. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ристики [A(ω)] |
|
аппроксимированы аналити- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
x ω y ω Д х Д у |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
ческими выражениями. Для передаточной |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
функции вида |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее была определена вспомогательная |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
W S |
|
K T0 S 1 |
|
|
|
величина и вычислено |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω 1 2 ω |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
T 2 S 2 T S 1 |
|
|
|
|
у(ω) |
у |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
распределение относительной ошибки по спектру (по формуле Симпсона):
ω 13 у ωi 1 4 y ωi y ωi 1 ω .
Относительная ошибка модели в частотной области
ωср
ω1
ω 0
и дисперсионная мера идентичности
1 .
Оценка дисперсионной меры идентичности позволила судить о степени адекватности модели. Практически удовлетворительным является диапазон ξ=0,7…1,0.
Результаты полевых экспериментальных исследований приведены в таблицах 1…4.
Из таблиц видно, что с увеличением скорости движения посевной секции с 1,73 м/с до 2,23 м/с динамические свойства ее возрастают. Увеличиваются также инерционные и демпорирующие свойства, а коэффициент усиления всех звеньев модели уменьшается.
О тесноте связи входных и выходных процессов можно судить по виду и взаимных
корреляционных функций во временной области и по спектральным плотностям в частотной. С увеличением скорости временная связь всех процессов уменьшится, а существенная (несущая) частота увеличивается с ωн=8…10,5
с-1 до ωн=12,6…14,7 с-1.
Оценку адекватности полученной модели проводили по дисперсионной мере идентичности ξ, которую определили из функции когерентности. Значения ξ приведены в табл. 1…4.
Выводы
-Полученные оценки дисперсионной меры идентичности позволяют судить о высокой степени адекватности построенной модели посевной секции с аппаратом точного высева.
-Результаты проведенной работы дают основание считать, что возможно решение сложной технологической задачи – осуществление однозернового пунктирного посева мелких семян сельскохозяйственных культур.
-Внедрение пунктирного посева семян овощных культур и кормовых корнеплодов обеспечит базу внедрения энергосберегающих технологий возделывания этих культур.
Таблица 1
Результаты математической обработки реализаций
Υс, м/с |
Т0 |
Т1 |
Т2 |
К2 |
ξ |
1,73 |
0,403 |
0,188 |
0,030 |
0,04 |
0,54 |
2,37 |
1,14 |
0,148 |
0,067 |
0,08 |
0,51 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
Результаты математической обработки реализаций |
|
|||
Υс, м/с |
Т0 |
|
Т1 |
Т2 |
К2 |
ξ |
1,73 |
0,049 |
|
0,072 |
0,024 |
0,02 |
0,43 |
2,37 |
0,076 |
|
0,075 |
0,016 |
0,02 |
0,41 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
Значения коэффициентов передаточной функции звена «механизм привода» |
|
|||||
Υс, м/с |
Т0 |
Т1 |
Т2 |
К2 |
|
ξ |
1,73 |
0,248 |
0,098 |
0,025 |
1,653 |
|
0,89 |
2,37 |
0,388 |
0,086 |
0,095 |
1,247 |
|
0,83 |
Таблица 4
Значение коэффициентов передаточной функции звена «преобразование потока семян»
Υс, м/с |
Т0 |
Т1 |
Т2 |
К2 |
ξ |
1,73 |
0,264 |
0,103 |
0,046 |
0,21 |
0,79 |
2,73 |
0,902 |
0,220 |
0,120 |
0,008 |
0,71 |
Литература
Современные методы идентификации систем: Пер. с англ. / Под ред. П. Эйкхоффа. – М.: Мир, 1983. – 400 с.
УДК 631.3
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
17 |
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
А.Ф. Кошурников, канд. техн. наук, профессор, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАЗМЕЩЕНИЯ СЕМЯН И РАСТЕНИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТАХ ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ФОРМИРОВАНИЯ ГУСТОТЫ НАСАЖДЕНИЙ
Прогрессивные технологии возделывания |
функции-оригинала. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
пропашных культур, как правило, основаны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2) |
||||||
на использовании пунктирного посева и меха- |
|
|
х eixt е t dt |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
ix |
|
|||||||||||||
низированного формирования густоты стоя- |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ния растений. |
|
|
|
Характеристическую функцию компози- |
|||||||||||||
Моделирование этого сложного техноло- |
ции находят как произведение характеристи- |
||||||||||||||||
гического процесса, зависящего от очень |
ческих функций слагаемых, т.е. |
|
|||||||||||||||
большого числа |
факторов, |
обеспечивающих |
|
|
|
|
|
k 1 |
|
|
|
|
(3) |
||||
всходы, развитие растений и наличия техни- |
|
|
|
|
u x j x , |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
j 1 |
|
|
|
|
|
|||||||
ческих |
средств |
соответствующего |
уровня, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
которую можно использовать для опреде- |
|||||||||||||||||
может |
облегчить |
выбор оптимальных пара- |
|||||||||||||||
ления дифференциальной функции fk(t) иско- |
|||||||||||||||||
метров различных этапов работы. |
|
||||||||||||||||
|
мого распределения: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Методологической основой работы стало |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
построение вероятностной модели технологи- |
|
|
|
n х |
ixt |
|
|
|
|
(4) |
|||||||
|
|
|
е |
fk |
(t)dt |
||||||||||||
ческого процесса от варианта чисто случайно- |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
го пуассоновского распределения семян при |
Решением этого интегрального уравнения |
||||||||||||||||
посеве (что наблюдается при малых расстоя- |
является |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ниях между семенами, соизмеримых с разбро- |
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|||||
сом их аппаратом) до описания равномерно- |
|
|
|
|
fr (t) t |
|
е t , |
(5) |
|||||||||
изреженного потока, формируемого |
сеялкой |
|
|
|
|
|
|
k! |
|
|
|
|
|||||
представляющее |
собой |
|
распределение |
||||||||||||||
точного высева. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Эрланга k-порядка. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
При пуассоновском распределении числа |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Обобщение |
распределения Эрланга |
на |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
семян на том или ином отрезке расстояние меж- |
случай дробных k и замена плотности исход- |
||||||||||||||||
ду семенами имеют, как известно, показатель- |
ного пуассоновского потока λ на плотность |
||||||||||||||||
ное распределение с интегральным законом: |
«изреженного» потока к, когда к = 1/ mk, где |
||||||||||||||||
|
|
F(t) 1 е t |
|
mk – среднее расстояние между семенами, |
|||||||||||||
и плотностью распределения |
|
приводит к известному гамма-распределению: |
|||||||||||||||
|
|
|
|
k k 1 k 1 t k e k k 1 t , |
(6) |
||||||||||||
|
|
f (t) е |
t |
|
f |
ok |
(t) |
||||||||||
|
|
, |
(1) |
|
|
Г k 1 |
k |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где λ – плотность потока. |
|
где Г(к+1) = k! – гамма-функция. |
|
||||||||||||||
Равномерно изреженный поток отличает- |
|
||||||||||||||||
Распределение растений в рядке отлича- |
|||||||||||||||||
ся от простейшего тем, что вместо некоторого |
|||||||||||||||||
ется от распределения семян тем, что часть их |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
количества k семян при большой норме высе- |
не взойдет, и от этого расстояния между взо- |
||||||||||||||||
ва в сошник подается только одно (за счет со- |
шедшими увеличивается. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ответствующего размещения рабочих элемен- |
Модель |
чередования |
|
|
взошедших |
и |
|||||||||||
тов высевающего аппарата, таких как ячейки |
невзошедших семян в рядке привела к геомет- |
||||||||||||||||
для семян, присасывающие отверстия, магни- |
рическому распределению |
|
|
|
|
|
|||||||||||
ты, электроды и т.д.). |
|
|
|
|
|
|
|
Pm Pqm , |
(7) |
||||||||
Плотность потока распределения проме- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
жутков между семенами Т - определения как |
где Рm |
– |
вероятность появления m |
||||||||||||||
композиция k+1 отрезка исходного пуассо- |
невсхожих семян между двумя растениями; |
|
|||||||||||||||
новского потока событий с использованием |
P – вероятность всхожести; |
|
|||||||||||||||
метода характеристических функций, пред- |
q =1-Р –вероятность того, что семя не |
||||||||||||||||
ставляющих собой преобразования Фурье от |
взойдет. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
18 |
|
|
|
|
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
С учетом этой закономерности распреде- |
вания (метод Монте-Карло) с использовани- |
||||||||||||||
ление растений может быть описано диффе- |
ем ЭВМ. |
|
|
|
|
|
|||||||||
ренциальной функцией: |
|
|
|
Все |
современные |
компьютеры |
имеют |
||||||||
|
|
k k 1 |
|
|
|
m 1 k m |
|
встроенные программы формирования случай- |
|||||||
f (t) Pqm |
|
|
k k 1 t |
е n k 1 t (8) |
ных чисел с равномерным распределением Ri. |
||||||||||
Г m 1 k 2 |
|||||||||||||||
m 0 |
|
|
|
|
|
Используя эти числа, можно получить ве- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Измерения десятков тысяч |
расстояний |
личину Si c заданным законом распределения |
|||||||||||||
между растениями не обнаружили противоре- |
путем решения интегрального уравнения: |
||||||||||||||
чивости фактического распределения гипотезе |
|
Si |
|
|
|
|
|||||||||
о распределении (8). |
|
|
|
|
|
|
|
f (x)dx Ri . |
|
(9) |
|||||
Формирование распределения растений в |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
рядках пропашных культур посевом на конеч- |
Для |
показательного распределения f(x), |
|||||||||||||
например, |
|
|
|
|
|||||||||||
ную густоту связано с большим риском, т.к. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
условия |
появления |
всходов могут оказаться |
|
Si |
1 |
ln 1 Ri |
|
(10) |
|||||||
весьма неблагоприятными, что может вызвать |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
изреженность посевов. |
|
|
|
|
т.е. |
логарифмируя |
равномерно- |
||||||||
В связи с этим при посеве в почву поме- |
|||||||||||||||
распределительные |
числа Ri, |
выдаваемые |
|||||||||||||
щают заведомо избыточное количество семян, |
|||||||||||||||
компьютером, можно легко получить числа с |
|||||||||||||||
а при благоприятных погодных условиях по- |
|||||||||||||||
показательным распределением. |
|
|
|||||||||||||
лучают загущенные посевы, которые требуют |
|
|
|||||||||||||
На основе этих чисел образовано постро- |
|||||||||||||||
последующего прореживания. |
|
|
|||||||||||||
|
|
ение компьютерных программ, имитирующих |
|||||||||||||
Механизированное |
вдольрядное |
проре- |
|||||||||||||
процесс образования расстояний между семе- |
|||||||||||||||
живание |
может быть |
|
неуправляемым |
«сле- |
|||||||||||
|
нами, а затем растениями до и после прорежи- |
||||||||||||||
пым» или автоматическим (селективным). |
|||||||||||||||
вания. |
|
|
|
|
|
||||||||||
По |
данным ряда |
|
исследований, |
длина |
|
|
|
|
|
||||||
|
Компьютерные |
программы |
―Punktir‖ и |
||||||||||||
букетов |
и |
вырезов |
колеблется |
случайным |
|||||||||||
―Posev‖, реализующие эти модели, позволяют |
|||||||||||||||
образом в некоторых пределах, |
причем за- |
||||||||||||||
определить конечный |
результат, т.е. |
найти |
|||||||||||||
кон распределения этих интервалов близок к |
|||||||||||||||
ряды распределения семян, растений до и по- |
|||||||||||||||
нормальному. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
сле прореживания по той или иной схеме и их |
|||||||||
Аналитический |
метод определения рас- |
||||||||||||||
числовые характеристики, а также с помощью |
|||||||||||||||
стояний между растениями после прорежива- |
|||||||||||||||
методов вычислительного эксперимента обос- |
|||||||||||||||
ния по той или иной схеме, разумеется, воз- |
|||||||||||||||
новать рациональную |
схему формирования |
||||||||||||||
можен, но приводит к необоснованной слож- |
|||||||||||||||
густоты насаждений, обеспечивающую опти- |
|||||||||||||||
ности решения задачи. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
мальные |
значения площадей питания расте- |
||||||||||
Значительно проще задача может быть |
|||||||||||||||
ний после прореживания. |
|
|
|||||||||||||
решена методом статистического моделиро- |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Пример определения результатов имитационного моделирования формирования густоты насаждений при пунктирном посеве и прореживании семян различными методами
В компьютер введены следующие исходные данные: Вариант «слепого» прореживания.
Всхожесть семян, % – 60.
Среднее расстояние между семенами, см – 4. Коэффициент вариации, % – 60.
Величина междурядья, см – 45.
Вы используете автоматический прореживатель ПСА-2,7 (Y/N) – n. Средняя длина букета, см – 6.
Среднеквадратическое отклонение длины букета, см – 1. Средняя величина выреза, см – 6. Среднеквадратическое отклонение выреза, см – 1.
Пермский аграрный вестник №1 (1) 2013 |
19 |