agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2024-4-27-34agroengineering-862Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESУстановка для предпосевного увлажнения семян: обоснование угла поворота форсунки и времени распыления жидкостиUnit for pre-sowing seed moistening: a rationale for the nozzle rotation angle and liquid spraying timehttps://orcid.org/0000-0002-6949-1480АлешкинА. В.AleshkinA. V.

Алексей Владимирович Алешкин, д-р техн. наук, профессор

610000, г. Киров, ул. Московская, 36

Aleksey V. Aleshkin, DSc (Eng), Professor

Moskovskaya Str. 36, Kirov, 610000

usr00008@vyatsu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5974-4934КиприяновФ. А.KipriyanovF. A.

Федор Александрович Киприянов, канд. техн. наук, доцент

160555, г. Вологда, с.Молочное, ул.Шмидта, 2

Fedor A. Kipriyanov, CSc (Eng),Associate Professor

Shmidta Str., 2, Molochnoe, Vologda, 160555

kipriyanovfa@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0524-9721СавиныхП. А.SavinykhP. A.

Петр Алексеевич Савиных, д-р техн. наук, профессор

610007, г. Киров, ул. Ленина, 166а

Petr A. Savinykh, DSc (Eng), Professor

Lenina Str., 166a, Kirov, 610007

peter.savinyh@mail.ruВятский государственный университетРоссияVyatka State UniversityRussian FederationВологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. ВерещагинаРоссияVologda State Dairy FarmingAcademy named after N.V. VereshchaginRussian FederationФедеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. РудницкогоРоссияFederal Agricultural Research Center of the North-East named after N.V. RudnitskiyRussian Federation2024260820242642734Copyright © Алешкин А.В., Киприянов Ф.А., Савиных П.А., 20242024Алешкин А.В., Киприянов Ф.А., Савиных П.А.Aleshkin A.V., Kipriyanov F.A., Savinykh P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/862

Предпосевное увлажнение семян – один из способов воздействия на всходы сельскохозяйственных культур и повышения их урожайности. В большинстве установок для предпосевного увлажнения семян циклического действия реализован принцип погружного увлажнения, установки же непрерывного увлажнения не подходят по причине недостаточной длительности процесса. Наиболее целесообразной является разработка установки циклического действия с обеспечением дыхательного режима путем распыления увлажняющей жидкости на поверхность семян в сочетании с процессом перемешивания. Предложена установка для предпосевного увлажнения семян барабанного типа. При реализации концепции установки на этапе проектировочно-технологических расчетов важную роль играет определение угла поворота форсунки, осуществляющей распыление увлажняющей жидкости, и времени распыления, необходимого для нанесения жидкости на поверхность семян. С целью решения поставленных задач выполнены математические расчеты, согласно которым для прототипа установки предпосевного увлажнения семян с барабаном диаметром 480 мм и глубиной 250 мм, при угловой скорости барабана 1,256 рад/с и высоте слоя семян, соответствующей углу 0,42 рад, расчетный угол поворота форсунки составил 0,39 рад. Время распыления жидкости при вероятности взаимодействия капли с зерновкой P = 0,95 составило 126,9 с. Для автоматизации и упрощения расчетов при проектировании технологических линий предпосевного увлажнения семян на языке Visual C# разработана программа, позволяющая на основании характеристик зернового материала и геометрических параметров барабана рассчитать угол поворота форсунки и время распыления жидкости. Результаты расчетов по полученным моделям в дальнейшем планируется проверить экспериментальными исследованиями.

Pre-sowing moistening of seeds is one of the ways to control the seedlings of agricultural crops and increase the yield. Most units of cyclical operation for pre-sowing moistening of seeds use the principle of immersed moistening. However, the units of continuous operation do not fit because of the insufficient duration of the process. The most appropriate way is to develop a unit of cyclical operation with the provision of a respiratory mode by spraying the moisturizing liquid on the surface of seeds combined with the mixing process. The authors suggest a design of a drum-type unit for pre-sowing moistening of seeds. During the concept implementation at the stage of planning-technological calculations, it is very important to determine the angle of rotation of the spray nozzle, which sprays the moisturizing liquid, and the spraying time necessary for liquid application on the surface of seeds. To solve the assigned tasks, the authors carried out mathematical calculations, according to which the angle of spray nozzle rotation makes 0.39 rad for a pilot model of pre-sowing moistening with the drum diameter of 480 mm, the depth of 250 mm, the angular speed of 1.256 rad/s, and the height of seed layer corresponds to the angle of 0.42 rad. The spraying time by the interaction probability of a drop with a seed P = 0.95 makes 126.9 s. To automate and simplify calculations by the projecting of technological lines of pre-sowing moistening of seeds, the authors used the Visual C# language to make a program for calculating the angle of spray nozzle rotation and time of spraying the moisturizing liquid in accordance with the characteristics of grain material and geometrical parameters of a drum.

установка для предпосевного увлажнения семянпредпосевное увлажнениеугол поворота форсункиугловая скорость барабанавремя распыления жидкостирасчет времени распыления жидкостиunit for pre-sowing seed moisteningpre-sowing moisteningnozzle rotation angledrum angular speedliquid spraying timecalculation of liquid spraying timeReferencesВолхонов М.С., Мамаева И.А., Беляков М.М. Классификация и определение эффективности известных способов предпосевной обработки семян // Вестник НГИЭИ. 2022. № 8 (135). С. 7-19. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2022-8-7-19Volkhonov M.S., Mamaeva I.A., Belyakov M.M. Classifi cation and determination of the effi ciency of known methods of seed pre-sowing treatment. Vestnik NGIEI. 2022;8:7-19. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2227-9407-2022-8-7-19Нечепуренко С.Б., Дорогина О.В. Воздействие различных факторов на прорастание семян Hedysarum theinum Krasnob (Fabaceae) // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2010. № 10 (72). С. 46-49. EDN: MVDSNRNechepurenko S.B., Dorogina O.V. Eff ect of diff erent factors on Hedysarum theinum Krasnob (Fabaceae) seed germination. Vestnik Altayskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta. 2010;10(72):46-49. (In Russ.)Касьяненко А.В., Краснов И.Н., Кравченко И.А., Толстоухова Т.Н. О совершенствовании технологии подготовки семян зерновых перед посевом в условиях аридизации климата // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия «Естественные науки». 2017. № 4-1 (196-1). С. 70-74. EDN: YKUNZAKasyanenko A.V, Krasnov I.N., Kravchenko I.A., Tolstoukhovа T.N. On improving the technology of preparation of grain seeds before sowing in conditions of climate aridization. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Sciences. 2017;4-1:70-74. (In Russ.)Краснов И.Н., Перекрест Ф.О. Интенсификация насыщения зерна влагой // Вестник аграрной науки Дона. 2012. № 1 (17). С. 4. EDN: REUYZTKrasnov I.N., Perekrest F.O. Intensification of grain moisture saturation. Don Agrarian Science Bulletin. 2012;1(17):4. (In Russ.)Краснов И.Н., Кравченко И.А., Касьяненко А.В., Хронюк В.Б., Гапеева Т.В., Ставицкая О.Н. Результаты предпосевной подготовки и посева семян пшеницы в иссушенную почву // Вестник аграрной науки Дона. 2018. № S4. С. 22-28. EDN: FQYLKWKrasnov I.N., Kravchenko I.A., Kasyanenko A.V., Khronyuk V.B., Gapeeva T.V., Stavitskaya O.N. Results of pre-sowing preparation and sowing of wheat seeds in dried soil. Don Agrarian Science Bulletin. 2018; S4:22-28. (In Russ.)Imran M., Mahmood A., Römheld V., Neumann G. Nutrient seed priming improves seedling development of maize exposed to low root zone temperatures during early growth. European Journal of Agronomy. 2013;49:141-148. https://doi.org/10.1016/j.eja.2013.04.001Imran M., Mahmood A., Römheld V., Neumann G. Nutrient seed priming improves seedling development of maize exposed to low root zone temperatures during early growth. European Journal of Agronomy. 2013;49:141-148. https://doi.org/10.1016/j.eja.2013.04.001Blunk S., de Heer M.I., Malik A.H., Fredlund K., Ekblad T., Sturrock C.J., Mooney S.J. Seed priming enhances early growth and improves area of soil exploration by roots. Environmental and Experimental Botany. 2019;158:1-11. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.11.003Blunk S., de Heer M.I., Malik A.H., Fredlund K., Ekblad T., Sturrock C.J., Mooney S.J. Seed priming enhances early growth and improves area of soil exploration by roots. Environmental and Experimental Botany. 2019;158:1-11. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.11.003Paparella S., Araújo S.S., Rossi G., Wijayasinghe M., Carbonera D., Balestrazzi A. Seed priming: state of the art and new perspectives. Plant Cell Reports. 2015;34(8):1281-1293. https://doi.org/10.1007/s00299-015-1784-yPaparella S., Araújo S.S., Rossi G., Wijayasinghe M., Carbonera D., Balestrazzi A. Seed priming: state of the art and new perspectives. Plant Cell Reports. 2015;34(8):1281-1293. https://doi.org/10.1007/s00299-015-1784-yКиприянов Ф.А., Савиных П.А. Выявление особенностей предпосевного увлажнения семян кукурузы // Вестник АПК Верхневолжья. 2022. № 4 (60). С. 61-67. https://doi.org/10.35694/YARCX.2022.60.4.007Kipriyanov F.A., Savinykh P.A. Identification of features of pre-sowing moistening of corn seeds. Vestnik APK Verhnevolzhya. 2022;4(60):61-67. (In Russ.) https://doi.org/10.35694/YARCX.2022.60.4.007Киприянов Ф.А., Савиных П.А., Устюжанин И.А. Влияние прайминга семян на всходы сельскохозяйственных культур // Вестник АПК Верхневолжья. 2022. № 1 (57). С. 5-10. https://doi.org/10.35694/YARCX.2022.57.1.001Kipriyanov F.A., Savinykh P.A., Ustyuzhanin I.A. Influence of seed priming on seedlings of crops. Vestnik APK Verhnevolzhya. 2022;1:5-10. (In Russ.) https://doi.org/10.35694/YARCX.2022.57.1.001Касьяненко А.В., Краснов И.Н. Совершенствование технологии подготовки семян зерновых к озимому посеву в условиях аридизации климата // Вестник аграрной науки Дона. 2017. № 3 (39). С. 42-47. EDN: ZVHYODKasyanenko A.V., Krasnov I.N. Improving the technology of preparing grain seeds for winter sowing in arid climate conditions. Don Agrarian Science Bulletin. 2017;3(39):42-47. (In Russ.)Киприянов Ф.А. Инженерно-технические решения для повышения эффективности предпосевного увлажнения семян // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2023. № 12 (230). С. 88-95. https://doi.org/10.53083/1996-4277-2023-230-12-88-95Kipriyanov F.А. Engineering and technical solutions to improve effectiveness of pre-sowing moistening of seeds. Vestnik Altayskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta. 2023;12(230):88-95. (In Russ.) https://doi.org/10.53083/1996-4277-2023-230-12-88-95

The authors declare that there are no conflicts of interest present.