System of pre-sowing seed inoculation

Abstract

Pre-sowing inoculation of agricultural crops increases the parameters that affect the yield and quality of the crop, which has been proven by many Ukrainian and foreign researchers. The purpose of the study was to set the operating parameters of the injectors at different pressures, which allowed calculating the rate of discharge of the working solution during sowing to create a system of pre-sowing inoculation, which will simplify the process of seed treatment and increase the energy efficiency of farms. Methods of system and structural analysis, mathematical statistics, abstraction, and mathematical modelling based on the Euler-Lagrange equation, and using the foundations of theoretical mechanics, physics and machine theory were used for experimental research. The planning of the experiment met the current standards, and computer graphics systems and Microsoft Excel software suite were used for statistical data processing. Based on the conducted studies, the amount of liquid that one nozzle can pass in 1 min at pressures of 300, 400, and 500 kPA was determined. It was found that the lowest result was shown by a nozzle with a diameter of 0.1 mm with a pressure of 300 kPA – 10.493 ml/min, and the highest – a nozzle with a diameter of 0.8 mm and a pressure of 500 kPA – 146.379 ml/ min. At the same time, injectors with a diameter of 0.4–0.6 mm used almost the same amount of liquid at pressures of 300 and 500 kPA. The amount of liquid that can be poured per 1 ha using a six-row seeding machine with a working width of 4.2 m per sowing unit of corn was calculated. The obtained data can be used to improve any systems that use similar nozzles, such as calculating the rate of discharge of agricultural sprayers or systems that allow cooling pig farms during the summer period.

Передпосівна інокуляція сільськогосподарських культур дозволяє підвищити параметри, що впливають на урожайність та якість врожаю, це було доведено багатьма українськими та закордонними дослідниками. Метою роботи було встановити робочі параметри форсунок за різного тиску, що дало змогу розрахувати норму виливу робочого розчину під час сівби для створення системи припосівної інокуляції, що дозволить спростити процес обробки насіння та підвищити енергоефективність господарств. Для проведення експериментальних досліджень використовувалися методи системного та структурного аналізу, математичної статистики, абстрагування та математичного моделювання на основі рівняння Ейлера-Лагранжа, а також з використанням основ теоретичної механіки, фізики та теорії машин. Планування експерименту відповідало діючим стандартам, а для статистичної обробки даних використовувалися системи комп'ютерної графіки та програми Microsoft Excel. Завдяки проведеним дослідженням було встановлено кількість рідини, що може пропустити одна форсунка за 1 хв під тиском 300, 400 і 500 кПа. Було виявлено, що найменший результат показала форсунка діаметром 0,1 мм з тиском 300 кПа – 10,493 мл/хв, а найбільший – форсунка діаметром 0,8 мм і тиском 500 кПа – 146,379 мл/хв. Водночас, форсунки діаметром 0,4 – 0,6 мм використовують майже однакову кількість рідини під тиском 300 та 500 кПа. Було розраховано кількість рідини, що може бути вилито на 1 га за використання шестирядної просапної сівалки із шириною захвату 4,2 м на одну посівну одиницю кукурудзи. Отримані дані можуть бути використані при вдосконаленні будь-яких систем, де використовуються схожі форсунки, як то для розрахунку норми виливу сільськогосподарських оприскувачів чи систем, що дозволяють охолоджувати свинокомплекси під час літнього періоду.