Лен-долгунец
Лен-долгунец, стебель, диаметр, коробочка, количество, корреляция, регрессия, стеблестой, комбайн, производительность.
Для обеспечения максимального выхода длинного волокна лучшего качества уборки льна-долгунца следует проводить в течение 10-15 дней [5]. При комбайновой уборке такая продолжительность сборочного периода при определенных посевной площади льна-долгунца и сезонного нагрузки комбайна может быть обеспечена при условии, что дневная производительность льонокомбайнового агрегата превышает 5 га [8].
Производительность машинного агрегата в составе льноуборочные комбайны помимо других факторов, зависит от скорости движения агрегата ур (км / ч), которую можно определить по формуле [14, 19]
где ТЗК — количество стеблей льна-долгунца на 1 м ленты зажимного конвейера, шт. УЗК — скорость ремней зажимного конвейера, м / с; Ьр — рабочая ширина захвата комбайна определяется шириной захвата одного брального ручья и их количеством, м; ГСТ — густота стеблестоя, шт./м2.
Количество стеблей на 1 м ленты зажимного конвейера, которую называют еще и плотностью, определяет качество очисування стеблей и уход их в путаницу. По данным [14], это количество должно быть в пределах 4000-5000 шт., А по [19] — 1500-3000 шт. Однако есть другие рекомендации [13]. С плотностью стеблей связана толщина их слоя в зажимном конвейере, которая может достигать 8-16 мм [2] и, помимо других факторов, зависит от диаметра стеблей [13]. На качество очисування влияет и зона размещения семенных коробочек в ленте стеблей, которая поступает на очисування. Эта зона занимает 50-60% ширины ленты [19], а ее размеры, помимо прочего, определяются количеством коробочек на стебле. Уменьшения изменчивости количества коробочек на отдельном стебле способствовать улучшению качества очисування стеблей. Качественное очисування и уменьшения ухода стеблей в путаницу можно обеспечить соответствующим регулированием давления нажимных роликов на ремни зажимного конвейера в пределах 250800 Н [2]. Давление регулирования для улучшения затисканння стеблей зависит от их диаметра. Однако делания надлежащего осуществления соответствующего регулирования определяет и изменчивость диаметра стеблей. С диаметром стеблей связывают и обоснование зазора между зубами в очисувальний части гребня очисувального барабана [19].
Скорость движения льноуборочные агрегата по формуле (1) зависит и от густоты стеблестоя. Следовательно, плотность стеблестоя определяет не только производительность льна-долгунца [10], а является одним из нормообразующих факторов при нормировании производительности льноуборочные комбайны и расхода топлива при их использовании [16].
Показатели работы льонокомбайнив изучали М.А. Бутко [1], Н.Н. Би-ков [2, 3, 7], А.Б. Лурье и В. Черников [11], Ю.А. Ситников [13], Л.А. Сулима [15] и др.. Исследователи выяснили отдельные вопросы оценки качества работы льноуборочные комбайны и указали на зависимость оценочных показателей от параметров стеблестоя. Однако вне поля зрения ученых осталось познания закономерностей морфологических признаков стеблей и их связи с характеристиками стеблестоя льна-долгунца.
Целью исследований был поиск показателей нормирования густоты стеблестоя как составной технологического регламента механизированной уборки льна-долгунца. Задачи исследований: 1) выявить качественную зависимость и исследовать изменение количества семенных коробочек на стебле от его диаметра, 2) определить рациональную плотность стеблестоя с учетом диаметра стеблей и изменчивости этого признака как предпосылку продуктивного использования льноуборочные комбайнов.
Объект и методика исследований. Объектом исследования были стебли и стеблестой льна-долгунца среднеспелый сорта с производственных посевов культуры в крупнотоварных сельскохозяйственных предприятиях Житомирской области. Отбор растительных образцов и определение морфологических признаков стеблей льна-долгунца осуществляли по методике бывшего Всесоюзного научно-исследовательского института льна. Обработка экспериментальных данных осуществлена ??с использованием методов матема-тичноистатистикы [4, 6, 12, 17, 20].
Результаты исследований. Для выяснения изменения количества семенных коробочек на стебле льна-долгунца в зависимости от диаметра стебля ана-лизувалы 15 растительных образцов, в каждом из которых было от 154 до 400 случайно отобранных продуктивных стеблей льна-долгунца. Размах варьирования количества коробочек на стебле зависимости от выборки колебался от 1-7 до 2-18, среднее арифметическое значение — от 2,3 до 5,8, среднее квадратичное отклонение — от 1,3 до 3,3, а коэффициент вариации — от 29,3 до 70,9%. Диаметр стеблей изменялся в пределах от 0,9-2,3 до 1,2-4,0 мм, среднее арифметическое значение — от 1,49 до 1,74 мм, среднее квадратическое отклонение — от 0,25 до 0,43 мм , а коэффициент вариации — от 15,8 до 27,4%.
Составили 15 двухмерных вариационных рядов «диаметр стебля — количество семенных коробочек». На основании этих рядов проработали корреляционные таблицы по поиску и связывание статистической связи между исследуемыми
признакам. Одна из таких таблиц приведена в тексте статьи.
Распределение диаметра стеблей, приведен в корреляционной таблицы, указанного диапазона варьирования имел среднее арифметическое значение и среднее квадратическое отклонение соответственно 1,7 и 0,39 мм и характеризовался коэффициентом вариации 22,9%. Эмпирический распределение имел положительную асимметрию с показателем 0,07 и отрицательный эксцесс с показателем минус 0,47. Отношение этих показателей к своим средних квадратических отклонений равнялись соответственно 0,60 и 1,93, что свидетельствует о незначительности отклонения эмпирического распределения диаметра стеблей от нормального.
Корреляционная таблица по поиску и выяснения связи между количеством семенных коробочек на стебле и его диаметром
Приведенный в корреляционной таблице распределение количества коробочек на стебле имел среднее арифметическое значение и среднее квадратическое отклонение соответственно 3,8 и 2,38 и коэффициент вариации 62,6%. Рассматриваемый распределение имел положительные асимметрию и эксцесс с показателями соответственно 0,85 и 0,60 за отношений этих показателей к своим средних квадратических отклонений 6,97 и 2,46. По численными значениями указанных отношений следует считать, что исследуемый эмпирический распределение значимо положительно асимметричный и положительно слабкоексцесивний [6].
Коэффициент корреляции между количеством семенных коробочек на стебле и их диаметром, по данным указанной корреляционной таблицы, имел положительное значение 0,797, а корреляционное отношение количества семенных коробочек по диаметру стеблей равно 0,820. Исследование остальных двухмерных вариационных рядов по материалам анализа стеблей в других растительных образцах показало, что коэффициент корреляции между количеством коробочек и диаметром стеблей колебался в пределах 0,559-0,840, а корреляционное отношение количества коробочек по диаметру стеблей — в пределах 0,694-0,925. По соотношению между численными значениями указанных показателей статистической связи количества семенных коробочек пк и диаметра стеблей бс пришли к выводу о криволинейную изменение пк зависимости от бс. Для выяснения характера криволинейного связи между исследуемыми признаками график (рис. 1) с координатными осями «диаметр стебля — количество коробочек» нанесены Среднегрупповые значение диаметра стеблей и соответствующие им средние взвешенные значения количества коробочек, полученные на основании соответствующих
За размещением точек на графике прослеживается, что с увеличением диаметра стеблей количество семенных коробочек на них растет. Такой характер изменения пк зависимости от Сс может описываться логарифмической, степенной или ескпоненциальною зависимостями. Проверка приближения экспериментальных данных в предполагаемых зависимостей по статистике Я указала на лучшее согласование с экспоненциальной зависимостью вида:
где пк — количество семенных коробочек на стебле льна-долгунца, шт. Сс — диаметр стебля, мм.
На рис.1 приведена кривая, построенная по зависимости (2), при выравнивании экспериментальных данных по которой Я2 = 0,851. В случае выравнивания экспериментальных данных степенной и логарифмической функциями статистика Я была меньше и составляла соответственно 0,832 и 0,723.
Увеличение количества коробочек на стебле связано с образованием ветвистого и разветвленного стеблестоя, при котором уменьшается выход волокна и его прочность и укорачивается техническая длина стебля, именно из которого получают длинное волокно [18]. Коробочнисть стеблестоя и ее изменчивость затрудняет регулирование и размещение зубов гребенок очисувального барабана по ремней зажимного конвейера.
корреляционных таблиц с анализом всех растительных образцов.
Рис. 1. Изменение количества семенных коробочек пк на стебле зависимости от
диаметра Сс
Исследователи, например [18, 21], считают, что лучшей является льонова солома с толщиной стеблей 1-1,5 мм. Среди факторов, формирующих стебли определенного диаметра, выделяют и густоту стеблестоя. Между диаметром стеблей и указанной характеристикой стеблестоя обнаружен [9] отрицательный корреляционный связь с коэффициентом корреляции минус 0,702 и корреляционной отношением диаметра стеблей по густоте стеблестоя 0,767. Сопоставление абсолютных значений указанных показателей корреляционной связи между исследуемыми признаками свидетельствует о криволинейную изменение результативного признака зависимости от факториальной. При этом коэффициент детерминации, определяющий силу влияния густоты стеблестоя на диаметр стеблей, равна 0,588. По указанным значением коэффициента детерминации можно утверждать, что изменение диаметра стеблей на 59% причинно обусловлена ??изменением густоты стеблестоя, остальные 41% не объясненной дисперсии
обусловлена ??влиянием других факторов, которые не рассматривали в этом исследовании.
Анализ середньогрупових значений густоты стеблестоя и соответствующих им средних взвешенных значений диаметра стеблей показал, что количественная изменение результативного признака в зависимости от изменения факториальной можно описать гиперболической зависимостью вида:
где бс — диаметр стеблей льна-долгунца, мм ГЗТ — густота стеблестоя, шт./м2.
Отношение основной ошибки выравнивания экспериментальных данных по аппроксимирующей зависимости (3) до среднего значения ряда ^ составило 0,047, что значительно меньше значение 0,1, принятого условием удовлетворительного выравнивания [12]. С увеличением густоты стеблестоя от 500 до 1000 шт./м2 диаметр стеблей уменьшается на 27,2%, от 1000 до 1500 шт./м2 — на 12,3%, от 1500 до 2000 шт./м2 — на 7,0% , от 2000 до 2500 шт./м2 — на 4,2%, а от 3500 до 4000 шт./м2 — на 0,9%. Ошибка уравнения регрессии (3), рассчитанная с использованием среднего квадратического отклонения вариационного ряда диаметра стеблей и определенного корреляционное отношение 0,767, составляла 0,16 мм. Исследование изменения ^ зависимости от ГЗТ показало, что с повышением плотности стеблестоя более 1800-2000 стеблей на 1 м2 уменьшение их диаметра находится в пределах ошибки уравнения (3).
Анализ статистических выборок с количеством стеблей на 1 м2 387-1181, 1182-1976, 1977-2771, 2772-3566 и 3567-4361 показал, что по мере повышения плотности стеблестоя коэффициент вариации диаметра стеблей уменьшается. Это уменьшение оценивается отрицательным коэффициентом корреляции 0,019 за корреляционное отношение 0,238. Значительное превышение корреляционное отношение над абсолютным значением коэффициента корреляции свидетельствует о криволинейную изменение уменьшение коэффициента вариации диаметра стеблей по мере загущения посевов льна-долгунца. Это уменьшение происходит гиперболической кривой, уравнение которой после определения коэффициентов регрессии имеет вид:
где ^ — коэффициент вариации (%) диаметра стеблей, размах варьирования которого колебался в пределах 9,6-34,0% за среднего арифметического значения 22,8%, среднего квадратического отклонения 4,9% и коэффициента вариации 21,5%.
Коэффициент детерминации, имел значение 0,057, определял ту часть изменения в коэффициенте вариации диаметра стеблей, которую можно объяснить влиянием изменения густоты стеблестоя льна-долгунца. На эту долю изменения приходится около 6%, а остальные — обусловлена ??влиянием других факторов, которые не были учтены в данном исследовании. На рис. 2 показана кривая, интерпретирует уравнения (4). Ошибка выравнивания экспериментальных данных аппроксимирующей зависимости (4) по расчетам составляла 0,68%, а отношение этой ошибки к среднему арифметическому значению коэффициента вариации равнялось 0,03, что является признаком удовлетворительного выравнивания.
Оценку изменчивости коэффициента вариации диаметра стеблей в стеблестоя с различной густотой растений осуществили с помощью среднего квадратичного отклонения (дисперсии) исследуемого признака. На рис. 2 приведены распределения коэффициентов вариации диаметра стеблей, характеризующие изменчивость этого показателя в статистических выборках с разной густоты стеблестоя. Из рисунка видно, что по мере загущения стеблестоя колебания отдельных значений коэффициента вариации вокруг средних взвешенных значений этого признака уменьшаются и стабилизируются, достигая 2,7 и 2,0% по численными значениями средних квадратических отклонений. По густоты стеблестоя, которая характеризовалась среднегрупповых значениями 784 и 1529 шт. стеблей на 1 м2, средние квадратические отклонения коэффициента вариации диаметра стеблей составляли соответственно 4,5 и 5,1%. Оценим значимость изменчивости коэффициентов вариации диаметра стеблей при различных значениях плотности стеблестоя. Поскольку в этом исследовании следует сравнить дисперсии более двух выборок, то это удобнее сделать с помощью критерия Бар тлета. Расчеты показали, что этот критерий относительно рассматриваемых дисперсий в статистических выборках раз — них густоты стеблестоя составил 5,20. По таблице квантилей х2-рас-делу по числу степеней свободы 4 на уровнях доверительной вероятности 0,95; 0,90; 0,80 и 0,20 табличный (критический) х2 составляет соответственно 9,49; 7,78; 5,99 и 1,65 [20]. Дисперсии считают неоднородными, если численное значение расчетного критерия Бартлет за определенного числа степеней свободы не менее табличного х2-критерия на соответствующем уровне доверительной вероятности. По исследованиям критерий Бартлет несколько достигает табличного F-кpитepiю, взятого на уровне доверительной вероятности
Оценку значимости различия изменчивости двух сравниваемых совокупностей коробочности, характерные для стеблестоя разной густоты, за
П 80 ЗНЯЧРНМЯ якпи лпгтятнкп ИЧИГ.ПКР
Рис. 2. Распределения коэффициентов вариациидиаметра стеблей ^ при различной густоты стеблестоя Гстта изменение коэффициента вариациидиаметра стеблей
от густоты стеблестоя
отношением большей дисперсии к меньшей по за-критерию [4]. Расчеты указали на существенность различия дисперсии коробочности при густоте 667 шт./м2 сравнению с дисперсиями, которые свойственны для более загущенных посевов льна-долгунца. В то же время сравнением дисперсий коробочности более загущенных стеблостоив между собой не обнаружено существенной разницы в изменчивости указанной характеристики стеблестоя. Однако значение расчетного Г-критерия возрастало по мере загущения стеблестоя, начиная с плотности 1801 шт./м2, и составило по сравнению с плотностью 2368 шт./м2 1,06, с плотностью 2935 шт./м2 — 2,35, а с густотой 3502 — 3,08. Изменение среднего квадратичного отклонения коробочности стеблестоя акс зависимости от густоты ГЗТ (шт./м2) описывается гиперболической кривой, уравнение которой после определения коэффициентов регрессии имеет вид:
Итак, установлено, что формированием соответствующей густоты стеблестоя можно обеспечить не только урожайность льна-долгунца, но и условия осуществления надлежащего технологического налаживания льноуборочные комбайнов.
Выводы
Скорость льноуборочные комбайна определяет его производительность, обусловленная пропускной способностью зажимного конвейера и ограничена плотностью стеблестоя перед уборкой. К показателям нормирования густоты стеблестоя, как составной технологического регламента механизированной уборки льна-долгунца, следует отнести коробочнисть стеблестоя, диаметр стеблей и его изменчивость. Между количеством семенных коробочек на стебле и его диаметром существует положительный корреляционная связь с коэффициентом корреляции, которая колеблется в пределах 0,559-0,840, а корреляционное отношение количества коробочек по диаметру стебля — 0,694-0,925. Количественную связь между исследуемыми признаками описывается уравнением экспоненциальной функции.
Между диаметром стеблей и коэффициентом вариации указанной характеры-тики и густотой стеблестоя обнаружен отрицательный корреляционная связь. Количественное изменение исследуемых признаков зависимости от густоты стеблестоя описывается гиперболическими зависимостями с определенными коэффициентами регрессии. С повышением плотности стеблестоя более 1800-2000 стеблей на 1 м2 уменьшение их диаметра соизмеримое с ошибкой уравнения регрессии диаметра стеблей по их густоте. Аналогичный характер изменения обнаружена и между коэффициентом вариации диаметра стеблей и средним квадратическим отклонением коэффициента вариации и густотой стеблестоя.
Обеспечение определенной густоты стеблестоя в условиях производства льна-долгунца позволит возможным осуществление надлежащего регулирования зажимного конвейера и очисувального барабана льноуборочные комбайнов, будет способствовать их высокопроизводительном использованию.
Направления дальнейших исследований должны быть сосредоточены, по нашему мнению, на познании и выяснении других характеристик стеблестоя льна-длиннуш-это, определяющие условия использования льноуборочные машин.