Водопровод и водоснабжение

Физические свойства семян и их значение для очистки. Физико-механические свойства плодов, виноградников и кормовых культур Сопротивление циклическим нагрузкам

ГОСТ 27186-86

Группа C00

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЗЕРНО ЗАГОТОВЛЯЕМОЕ И ПОСТАВЛЯЕМОЕ

Термины и определения

Grain for supplies and delivery. Terms and definitions

МКС 01.040.67
67.060
ОКП 97 1000

Дата введения 1988-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством хлебопродуктов СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Г.С.Зелинский, Т.Е.Никитина, Р.З.Гуревич, П.Д.Буренин, Г.Е.Быков, Л.Н.Сысоева, В.К.Шутова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.12.86 N 4445

3. Стандарт соответствует проекту международного стандарта ИСО/ТС S34/C4 N 449 и национальному стандарту Франции NF 00-250

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ


	Номер пункта
ГОСТ 20081-74

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2010 г.

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к заготовляемому и поставляемому зерну.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Применение терминов - синонимов стандартизованного термина не допускается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены пометой "Ндп".

Приведенные определения можно, при необходимости, изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.

В случаях, когда в термине содержатся все необходимые и достаточные признаки понятия, определение не приведено и в графе "Определение" поставлен прочерк.

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, а недопустимые синонимы - курсивом.


Термин	Определение
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
1. Зерно	Плоды злаковых культур, используемые для пищевых, кормовых и технических целей
2. Заготовляемое зерно	Зерно, закупаемое государством через государственную заготовительную систему
3. Поставляемое зерно	Зерно, направляемое государственной заготовительной системой для продовольственных, кормовых и технических целей
4. Сильная пшеница	Зерно пшеницы отдельного сорта или смеси сортов, характеризующееся генетически обусловленными очень высокими хлебопекарными качествами и потенциальной способностью быть улучшителем слабой в хлебопекарном отношении пшеницы
5. Ценная пшеница	Зерно пшеницы отдельного сорта или смеси сортов, характеризующееся генетически обусловленными высокими хлебопекарными качествами, используемое для производства хлебопекарной муки в чистом виде или в смеси с небольшими количествами слабой в хлебопекарном отношении пшеницы
6. Класс зерна	Комплексный показатель качества зерна, характеризующий его пищевые и технологические свойства
7. Твердозерность	Структурно-механические свойства зерна, характеризующие степень его сопротивления разрушающим усилиям в процессе дробления и определяющие его целевое назначение
8. Качество зерна	Совокупность свойств зерна, обусловливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением
9. Свойство зерна	Объективная особенность зерна, проявляющаяся при уборке, хранении, переработке и потреблении
10. Показатель качества зерна	Характеристика свойства зерна, входящего в состав его качества
11.	Количественное значение показателя качества зерна, установленное нормативно-технической документацией
12. Базисная норма зерна	Норма показателя качества зерна, в соответствии с которой производят расчет при его приемке
13. Ограничительная норма зерна	Норма показателя качества зерна, устанавливающая предельно допустимые требования к качеству заготовляемого и поставляемого зерна
14. Тип зерна	Классификационная характеристика зерна по устойчивым природным признакам, связанная с его технологическими, пищевыми и товарными достоинствами. Примечание. К природным признакам зерна относят: ботанический вид, цвет, форму
15. Подтип зерна	Классификационная характеристика зерна, определяемая в пределах типа и отражающая изменения природных признаков. Примечание. К изменяющимся природным признакам относят: стекловидность, цвет
16.	По ГОСТ 20081
17. Партия зерна	Количество зерна, однородное по качеству, предназначенное к одновременной приемке, отгрузке или хранению, оформленное одним документом о качестве
18. Проба зерна	Определенное количество зерна, отобранное от партии для определения качества
19. Точечная проба зерна Ндп. Выемка Разовая проба	Проба зерна, отобранная от партии за один прием из одного места
20. Объединенная проба зерна Ндп. Исходный образец Общая проба	Проба зерна, состоящая из совокупности точечных проб
21. Среднесуточная проба зерна	Проба зерна, формируемая из объединенных проб, отобранных из нескольких однородных по качеству зерна партий, поступивших от одного хозяйства в течение оперативных суток
22. Средняя проба зерна Ндп. Средний образец Средний объем пробы	Часть объединенной или среднесуточной пробы, выделенная для определения качества зерна
23. Навеска зерна	Часть средней пробы, выделенная для определения отдельных показателей качества зерна
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗЕРНА
24. Зерновая примесь	Примесь неполноценных зерен основной культуры, а также зерен других культурных растений, допускаемая при приемке
25. Сорная примесь зерна	Примесь органического и неорганического происхождения, подлежащая удалению при использовании зерна по целевому назначению
26. Минеральная примесь зерна	Примесь минерального происхождения. Примечание. К минеральной примеси относят: песок, комочки земли, гальку и др.
27. Органическая примесь зерна	Примесь растительного и животного происхождения. Примечание. К органической примеси относят: части стеблей, стержней колоса, ости, пленки, части листьев и др.
28. Вредная примесь зерна	Примесь растительного происхождения, опасная для здоровья человека и животных
29. Металломагнитная примесь зерна	Примесь, обладающая свойством притягиваться к магниту
30. Трудноотделимая примесь зерна	Примесь, которая по своим физическим признакам близка к зерну основной культуры и которую трудно отделить на зерноочистительных машинах. Примечание. К физическим признакам относят: форму, размеры, плотность, аэродинамические свойства
31. Поврежденное зерно	Зерно с измененным цветом оболочки и эндосперма в результате самосогревания, сушки и поражения болезнями
32. Испорченное зерно	Зерно с измененным цветом оболочки и явно испорченным эндоспермом
33. Потемневшее зерно
34. Щуплое зерно	Зерно невыполненное, сморщенное, легковесное, деформированное вследствие неблагоприятных условий развития и созревания
35. Битое зерно	Части зерна, образовавшиеся в результате механического воздействия
36. Давленое зерно	Целое зерно, но деформированное, сплющенное в результате механического воздействия
37. Морозобойное зерно Ндп. Морозобитое зерно	Зерно, поврежденное заморозками в период созревания, сморщенное, деформированное, с сильно изменившимся цветом (белесоватое или потемневшее)
38. Обесцвеченное зерно	Зерно, в разной степени потерявшее под влиянием неблагоприятных условий развития, уборки или хранения естественный блеск и цвет
39. Проросшее зерно	Зерно с вышедшими за пределы покровов корешками или ростками
40. Недозрелое зерно	Зерно, не достигшее полной зрелости, с зеленоватым оттенком, легко деформирующееся при надавливании
41. Обрушенное зерно	Зерно с полностью или частично удаленными оболочками при обмолоте и других механических воздействиях
42. Головневое зерно Ндп. Головневомараное зерно	Зерно, у которого запачкана бородка или часть поверхности спорами головни
43. Мешочки головни	Оболочки зерна, заполненные темной мажущейся массой спор головни неприятного селедочного запаха
44. Фузариозное зерно	Зерно, пораженное при созревании грибами из рода фузариум, щуплое, легковесное, морщинистое, белесое, иногда с пятнами оранжево-розового цвета
45. Розовоокрашенное зерно	Зерно выполненное, блестящее, с розовой пигментацией оболочек преимущественно в области зародыша
46. Красное зерно риса	Зерно риса, имеющее окраску поверхности семенных и плодовых оболочек от красного до буро-коричневого цвета
47. Глютинозное зерно риса	Зерно риса плотной консистенции, в разрезе стеаринообразное, однородное по цвету
48. Пожелтевшее зерно риса	Зерно риса с эндоспермом желтого цвета различной интенсивности
49. Влажность зерна	Физико-химически и механически связанная с тканями зерна вода, удаляемая в стандартных условиях определения
50. Натура зерна Ндп. Натурный вес Натурная масса	Масса установленного объема зерна
51. Пленчатость зерна	Массовая доля оболочек к массе необрушенного зерна, выраженная в процентах
52. Головневый запах зерна	Запах, напоминающий селедочный, появляющийся в результате загрязнения зерна спорами или мешочками головни
53. Плесневый запах зерна Ндп. Плесневелый запах	Запах, появляющийся в результате развития на поверхности и внутри зерна плесневых грибов
54. Полынный запах зерна	Запах, появляющийся в результате контакта зерна с корзиночками полыни
55. Затхлый запах зерна	Запах, появляющийся при распаде тканей зерна под влиянием интенсивного развития микроорганизмов
56. Солодовый запах зерна	Запах, появляющийся при прорастании зерна
57. Посторонний запах зерна	Запах, появляющийся в результате сорбции зерном пахучих посторонних веществ. Примечание. К постороннему запаху относят запах нефтепродуктов, фумигантов и др.
58. Цвет зерна	Окраска поверхности зерна
59.	Наличие в межзерновом пространстве или внутри отдельных зерен живых вредителей хлебных запасов - насекомых или клещей в любой стадии их развития
60.	Наличие в межзерновом пространстве живых вредителей хлебных запасов - насекомых или клещей в любой стадии их развития
61.	Наличие живых вредителей хлебных запасов в любой стадии их развития внутри отдельных зерен
62.	Зерно с выеденными насекомыми или клещами снаружи или внутри частично или полностью зародышем, оболочками и эндоспермом
63. Стекловидное зерно	Зерно плотной структуры с полностью гладкой и блестящей поверхностью разреза эндосперма, полностью просвечиваемое на специальном устройстве
64. Мучнистое зерно	Зерно рыхлой мучнистой структуры с непросвечиваемым на специальном устройстве эндоспермом
65. Частично стекловидное зерно	Зерно с частично стекловидной и частично мучнистой структурой эндосперма
66. Клейковина зерна	Комплекс белковых веществ зерна, способных при набухании в воде образовывать связную эластичную массу
67. Качество клейковины зерна	Совокупность физических свойств клейковины: растяжимость, упругость, эластичность
68.	Отношение количества проросших зерен в оптимальных условиях за установленный интервал времени к количеству проращиваемых зерен, выраженное в процентах
69. Жизнеспособность зерна	Отношение количества жизнеспособных зерен к общему количеству анализируемого зерна, выраженное в процентах. Примечание. Жизнеспособность зерна определяют специальными методами
70. Зольность зерна	Отношение массы золы, состоящей из минеральных веществ и получаемой в результате сжигания размолотого зерна при определенной температуре в заданных условиях, к массе сжигаемого вещества, выраженное в процентах
71.Число падения	Время в секундах, необходимое для свободного падения штока-мешалки прибора под действием своей массы в клейстеризованной водно-мучной суспензии, характеризующее альфаамилазную активность зерна и продуктов его переработки
72.	Отношение массы зерна кукурузы к массе необмолоченных початков, выраженное в процентах
73. Масса 1000 зерен

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ


Вес натурный
Влажность зерна
Выемка
Выход зерна из початков кукурузы
Жизнеспособность зерна
Запах зерна головневый
Запах зерна затхлый
Запах плесневелый
Запах зерна плесневый
Запах зерна полынный
Запах зерна посторонний
Запах зерна солодовый
Зараженность зерна вредителями
Зараженность зерна вредителями в скрытой форме
Зараженность зерна вредителями в явной форме
Зерно
Зерно битое
Зерно головневое
Зерно головневомараное
Зерно давленое
Зерно заготовляемое
Зерно испорченное
Зерно морозобойное
Зерно морозобитое
Зерно мучнистое
Зерно недозрелое
Зерно обесцвеченное
Зерно обрушенное
Зерно поврежденное
Зерно поставляемое
Зерно потемневшее
Зерно, поврежденное вредителями
Зерно проросшее
Зерно риса глютинозное
Зерно риса красное
Зерно риса пожелтевшее
Зерно розовоокрашенное
Зерно стекловидное
Зерно частично стекловидное
Зерно фузариозное
Зерно щуплое
Зольность зерна
Качество зерна
Качество клейковины зерна
Класс зерна
Клейковина зерна
Масса 1000 зерен
Масса натурная
Мешочки головни
Навеска зерна
Натура зерна
Норма зерна базисная
Норма зерна ограничительная
Норма показателя качества зерна
Образец исходный
Образец средний
Объем пробы средний
Партия зерна
Пленчатость зерна
Подтип зерна
Показатель качества зерна
Примесь зерна вредная
Примесь зерна металломагнитная
Примесь зерна минеральная
Примесь зерна органическая
Примесь зерна сорная
Примесь зерна трудноотделимая
Примесь зерновая
Проба зерна
Проба общая
Проба зерна объединенная
Проба разовая
Проба зерна среднесуточная
Проба зерна средняя
Проба зерна точечная
Пшеница сильная
Пшеница ценная
Свойство зерна
Сорт сельскохозяйственных культур
Способность прорастания зерна
Твердозерность
Тип зерна
Цвет зерна
Число падения

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
Зерновые культуры. Технические условия:
Сборник национальных стандартов. -
М.: Стандартинформ, 2010

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛОДОВ, ВИНОГРАДНИКОВ И КОРМОВЫХ КУЛЬТУР

1. Физико-механические свойства яблок, груш и приборы для их изучения.

1.1. Размерно-массовые показатели.

1.2. Сопротивление яблок статическому сжатию.

1.3. Сопротивление яблок динамическому воздействию, допустимая ударная нагрузка.

1.4. Сопротивление плодов циклическим нагрузкам.

1.5. Коэффициент трения скольжения и качения.

1.6. Прочность связи плода с веткой и плодоножкой.

2. Физико-механические свойства сливы.

3. Физико-механические свойства вишни и черешни.

4. Физико-механические свойства кормовых культур, сена, силоса, соломы.

5. Зеленые гидропонные корма (ЗКГ).

6. Приборы, применяемые для изучения физико-механических свойств.

1. Физико-механические свойства плодов

1.1.Размерно-массовые показатели

По форме плоды классифицируют на:

· плоские;

· округлые;

· удлиненные.

В зависимости от отношения

Где Д – максимальный диаметр;

Н – высота;

Плоские К›1

Округлые К1

Удлиненные К‹1

Разница между max и min диаметром повышается с увеличением размера плода (П).

Связь между средней массой и его максимальным диаметром

Где А и П – коэффициенты для каждого сорта

Ренет Симиренко А =0,00026 П =3,13

Ренет шампанский А =0,00026 П =3,07

Антоновка А =0,00037 П =3

Плотность: Симиренко – 0,816 г/см3

Антоновка – 0,792 г/см3

Насыпной вес 617…650 кг/м3.

Удельный вес яблок – 0,74…0,98 г/см3

Груш – 1,17…0,96 г/см3

Вишни – 0,78…1,43 г/см3

1.2. Сопротивление плодов статическому сжатию (плунжер размером 8 мм)

Усилие прокола кожицы: на боку – 0,086 кг/мм2

У основания – 0,1 кг/мм2

У вершины – 0,094 кг/мм2

Ударные нагрузки – маятниковым копром или сбрасыванием:

Энергия – … Дж.

Связь между площадью ушиба и величиной кинетической энергии соударения

Где Т – кинетическая энергия соударения, Дж

S – площадь ушиба на плоде, см2

Т 0 – кинетическая энергия, без следов ушиба.

Где К =4,5…4,6;

Т 0 = 4,0…5,4

Допустимая высота падения на жесткую поверхность 3…3,5 см, при которой не остается следов ушиба – Антоновка – 7…9.

На резину – 20…40 см

На яблоки – 5…7 см.

Коэффициент восстановления – К 0

При ударе о неподвижную поверхность

Где Vо – скорость в начале удара;

Vконеч – скорость в конце удара.

К 0 – для яблока: деревянная поверхность – 0,20…0,27;

яблоко – яблоко – 0,32;

яблоко – слой стружки в 1 см - 0,27…0,34.

1.4. Сопротивление циклическим нагрузкам

После 10 тыс. циклов воздействия ударяющим телом упругие свойства плодов утрачиваются, глубина проникновения в мякоть почти равна эксцентриситету шатуна (А-1,2 мм, частота υ=35 Гц). Площадь нажима 1 см2 достигается у Антоновки при 2500 циклов.

1.5. Коэффициент трения качения Fk Определяется в плоскости наибольшего поперечного диаметра

Где Rn – радиус качения плода;

– угол наклона плоскости, при которой начинается качение.

С помощью линейки Желиговского определяют угол качения и коэффициент трения скольжения

1.6. Прочность связи с плодухой при влажности 86…89%, диаметр плода 52…69 мм, диаметр плодоножки 1,1…2,7 мм; усилие отрыва от 8 до 36Н (0,8…3,6 кг) – размер кроны – 5 м, схема посадки 5х5 м.

Для машинного сбора высоту штамба лучше делать не менее 100 см.

Обрезанные деревья имеют компактную шаровидную форму, под механизированный сбор. У деревьев без обрезки ярусов нет, ветви сгибаются под урожаем, требуют подпора, это затрудняет уборку с помощью комбайнов.

2.Слива

Плоды сливы имеют форму:

У ренклодов – круглые (индекс длины – 0,92…1,01)

У венгерок – продолговатые (индекс – 1,05…1,28)

Вес отдельных плодов – 7,6 …43 г

Удельный вес – 1,003-1,150 кг/м3

Насыпной вес – 670…719 кг/м3

Диаметр плодоножки-1,1…1,6;

Длина – 48…59 мм.

Прочность связи – усилие отрыва, кг (Н ):

Плода от плодоножки – 0,22 (2,2…11,4Н) …1,14 кг;

Плодоножки от ветки 0,54…1,14 кг (5,4…11,4Н)

Твердость прокола кожицы – 0,087…0,101 кг/мм2

– 0,87…1,01 Н/мм2

Сжатие плодов по толщине – 2,24…4,42 кг – ренклоды;

5,08…11,0 кг – венгерки.

При погрузке больше 0,59 кг начинает вытекать сок у плодов без плодоножки, а при 2,24 кг – появляется трещина.

Допускаемая высота свободного падения – 20…40 см – на алюминий и фанеру; 70…80 см – на почву; 100 см – по дереву.

Таблица-Твердости плодов сливы

Из таблицы следует, что требуется вывести сорта созревающие одинаково.

3. Вишня и черешня

Средний вес черешни в зависимости от сорта – 2,02…7,65 г

Вишни – 2,2 …5,5 г

Прочность связи плода с плодоножкой

Твердость плодов, кг/мм2 – 0,024…0,066 – черешня

0,012…0,022 – вишня

Высота деревьев – 6 м – черешня, вишни – 6,4 м

Размер штамба – 15…18 см

Диаметр кроны – вдоль ряда 4,2…7,1 м, поперек – 5,2…6,8 м

4.Физико-механические свойства кормовых культур (силос, сено)

Объемные и массовые показатели силоса

Валки люцерны (Вл – 54%), расстояние между валками 20 м, вес валка – 8,4 кг/м, объемный вес 71,5 кг/м3.

Коэффициент трения разнотравья свежескошенное

Влажность – 58…83% – по стали 0,64…1,47

Бобовые (влажность – 64…71%) – по стали 0,83…1,29

Злаковые (влажность – 54…62%) – по стали 0,56-0,65.

Объемный вес прессованного сена, кг/м3, при влажности 22…26% – 377 кг/м3.

5. Зеленые гидропонные корма (ЗКГ)

ЗГК – 10-дневные проростки культур (ячмень, овес, пшеницы, горох, и др. злаковых и бобовых культур). Их скашивают и всю массу вместе в корнями скармливают в качестве зеленой витаминной подкормки – зимой и ранней весной.

3…4 суток семена проращивают, а затем всходы на стеллажах в течение 7 суток освещают люминесцентными лампами при t-18°…20°С.

Плотность высева – 75…120 тыс. семян на 1 м2 (3…7 кг/м2 всхожих зерен), через 10 суток зеленного корма получают 30 кг/м2 (т. е. в 4…10 раз больше, чем в высеяно).

Полив строго дозирован.

Высота – кукурузы – 30…35 см

Пшеницы, овса, ячменя – 18…20 см

Влажность: 90…95% – в корнях

86…95% – в верхнем слое

Зеленый корм при скармливании имеет мало сухой массы (5…10%)

Коэффициент трения покоя – ячмень – по стали – 0,85…0,92

Коэффициент трения движения – 0,56…0,93.

6. Приборы, применяемые для изучения физико-механических свойств

Экстензометр – ЭТ-5

ДиНамограф-работомер ДР-100

Предназначен для измерения сопротивления растений резанию и изгибу.

Работа, затрачиваемая на деформацию образца и возникающие усилия устанавливаются из диаграмм. – запись прибора "путь – сила".

Максимальная сила сопротивления – 120 кг. Сменные пружины позволяют измерить силы 10, 30, 60, 100 и 120 кг.

Принцип, как и твердомер Ревякина, только бумага для записи вращается с барабана пропорционально перемещению (поступательному) рабочего органа.

Динамограф малых усилий Д-10.

Прибор для замера усилий сжатия-растяжения до 10 кг – 3 диапазона измерения:

I – 0,1-1,0 кг

II – 0,3-3 кг

III – 1-10 кг.

Дисковый прибор трения ДПТ – позволяет измерить силы трения от 50 до 1000 г

Прибор ПТСМ – для определения коэффициента трения сыпучих материалов.

Ротаметрический порционный пневмоклассификатор РПП-30 . Предназначен для изучения аэродинамических свойств семян и разделения семенной смеси на компоненты, а также для оценки качества работы воздушных каналов зерноочистных машин. Вакуум создается вентилятором.

Литература

1. Четвертаков А. В., Брутер И. М., С. Б. Бранд. Машины для товарной обработки плодов. – М.: Машиностроение, 1977.

2. Методика изучения физико-механических свойств с.-х. растений. – М.: ВИСХОМ, 1960.

3. Справочник конструктора с.-х. машин. Том 1. – М.: Машиностроение, 1967.

4. Научные труды ученых университета.

Ключевые слова

РАБОЧИЕ ОРГАНЫ / СЕМЕНА / СЕЯЛКА / СВОЙСТВА / ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ / СОШНИК / СЕМЯПРОВОД / WORKING ORGANS / SEEDS / SEED / DRILL / PROPERTIES / GRAIN CROPS / OPENER / SEED STEM

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Евченко А.В.

Разработка рабочих органов селекционных машин возможна лишь при достаточном изу-чении физико-механических свойств семян конкретных сортов. Форма и размеры семян изменчивы и зависят как от почвенных, так и от погодных условий в период вегетации. Изу-чение размеров семян, их геометрической формы и структуры их поверхности позволит определить характер взаимодействия едино-го зерна с поверхностями семенного ящика, семяпровода , отражателя семян и ограничи-вающими поверхностями сошника и уточнить параметры конструкции селекционной зерно-вой сеялки . Цель исследования: изучить физи-ко-механические свойства семян районирован-ных и перспективных сортов зерновых куль-тур Тарского района Омской области. Задачи исследования: определить корреляционную за-висимость между признаками (линейными раз-мерами) семян, углы естественного откоса, коэффициенты статистического трения се-мян по различным материалам (сталь, поли-этилен, органическое стекло, техническая ре-зина). Исследованы следующие сорта зерно-вых культур: пшеницы Росинка и Светланка; ячменя Тарский-3; овса Тарский-2. Линей-ные размеры семян определены при помощи микрометра с точностью до 0,01 мм. Влаж-ность определена по ГОСТ Р 50189-92 «Зер-но». Установлены корреляционная зависи-мость между признаками (линейными разме-рами) семян; углы естественного откоса се-мян зерновых культур , находящиеся в преде-лах от 29025/ до 39012/; коэффициенты внут-реннего трения и коэффициенты статиче-ского трения, равные соответственно 0,564-0,815 и 0,234-0,410.

Текст научной работы на тему «Анализ физико-механических свойств семян зерновых культур»

АНАЛИЗ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

ANALYSIS OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF GRAIN CROPS SEEDS

Евченко А.В. - канд. техн. наук, доц. каф. агрономии и агроинженерии Тарского филиала Омского государственного аграрного университета, г. Тара. E-mail: [email protected]

Разработка рабочих органов селекционных машин возможна лишь при достаточном изучении физико-механических свойств семян конкретных сортов. Форма и размеры семян изменчивы и зависят как от почвенных, так и от погодных условий в период вегетации. Изучение размеров семян, их геометрической формы и структуры их поверхности позволит определить характер взаимодействия единого зерна с поверхностями семенного ящика, семяпровода, отражателя семян и ограничивающими поверхностями сошника и уточнить параметры конструкции селекционной зерновой сеялки. Цель исследования: изучить физико-механические свойства семян районированных и перспективных сортов зерновых культур Тарского района Омской области. Задачи исследования: определить корреляционную зависимость между признаками (линейными размерами) семян, углы естественного откоса, коэффициенты статистического трения семян по различным материалам (сталь, полиэтилен, органическое стекло, техническая резина). Исследованы следующие сорта зерновых культур: пшеницы - Росинка и Светланка; ячменя - Тарский-3; овса - Тарский-2. Линейные размеры семян определены при помощи микрометра с точностью до 0,01 мм. Влажность определена по ГОСТ Р 50189-92 «Зерно». Установлены корреляционная зависимость между признаками (линейными размерами) семян; углы естественного откоса семян зерновых культур, находящиеся в пределах от 29025 до 39012/; коэффициенты внутреннего трения и коэффициенты статического трения, равные соответственно 0,5640,815 и 0,234-0,410.

Ключевые слова: рабочие органы, семена,

Evchenko A.V. - Cand. Tech. Sci., Assoc. Prof., Chair of Agronomy and Agroengineering, Tarsky Branch, Omsk State Agrarian University. Tara. E-mail: [email protected]

сеялка, свойства, зерновые культуры, сошник, семяпровод.

The development of working bodies of selection machines is possible only under adequate study of physical and mechanical properties of seeds of specific varieties. The shape and size of seeds are variable and depend on the soil and the weather conditions during the growing season. The study of the size of seeds, their geometrical shape and their surface structure allows us to determine the nature of the interaction of single grain surfaces of the seed box, seed stem, the seed coulter reflector and the bounding surfaces and refine design parameters of selection grain drill. The objective of the work was to study physical and mechanical properties of seeds zoned and promising varieties of crops of Tarsky district of Omsk region. The purpose was to determine the correlation between signs (linear dimensions) of seeds; to determine the angles of repose; to find out the coefficients of friction of statistical seeds for various materials (steel, polyethylene, organic glass, and technical rubber). The following varieties of crops were investigated: wheat "Rosinka" and "Svetlana"; barley "Tarsky-3"; oats "Tarsky-2". The linear dimensions of seeds determined using a micrometer with an accuracy of 0.01 mm. Humidity was determined according to the State standard 50189-92 "Grain". Correlation dependence between variables (linear dimensions) seeds, installed angle of repose of cereal seeds were in the range of 29025//39012/; the coefficients of internal friction and static friction coefficients respectively were equal to 0.564-0.815 and 0,2340.410.

Keywords: working organs, seeds, seed, drill, properties, grain crops, opener, seed stem.

Введение. Разработка рабочих органов селекционных машин возможна лишь при доста-

точном изучении физико-механических свойств семян конкретных сортов. Формы и размеры семян изменчивы и зависят как от почвенных, так и от погодных условий в период вегетации. При изучении физико-механических свойств семян важны не только средние размеры, но и все показатели изменчивости отдельных свойств семян зерновых культур .

Изучение размеров семян, их геометрической формы и структуры их поверхности позволит определить характер взаимодействия единого зерна с поверхностями семенного ящика, семяпровода, отражателя семян, ограничивающими поверхностями сошника и уточнить параметры конструкции селекционной зерновой сеялки .

Цель исследований. Изучить физико-механические свойства семян районированных и перспективных сортов зерновых культур Тар-ского района Омской области.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) определить корреляционную зависимость между признаками (линейными размерами) семян;

2) углы естественного откоса;

3) коэффициенты статистического трения семян по различным материалам.

Материал и методы исследований. Исследованы следующие сорта зерновых культур: пшеницы - Росинка и Светланка; ячменя - Тар-ский-3; овса - Тарский-2. Образцы семян были взяты из урожая селекционных делянок ФГБНУ «СибНИИСХ» в 2012-2014 гг.

Методика отбора навески аналогична для всех образцов семян. Из трехкилограммового среднего образца методом крестообразного деления выделена навеска, содержащая 200300 шт. семян, которые затем были измерены и взвешены.

Линейные размеры семян определены при помощи микрометра с точностью до 0,01 мм. Влажность определена по ГОСТ Р 50189-92 «Зерно». Соотношение и связь между линей-

ными размерами семян представлены через корреляционно-регрессионный анализ. Между признаками (размерами) проведено п независимых парных наблюдений, по полученным значениям определены выборочные эмпирические коэффициенты корреляции (К), регрессии (Вух), стандартная ошибка коэффициента корреляции (Эг), критерий существенности коэффициента корреляции (Тг) и ошибка коэффициента регрессии (Эв).

Углы естественного откоса определены при помощи прибора, изготовленного в учебной мастерской филиала. Прибор представляет собой прямоугольный ящик, одна из боковых стенок которого выполнена из органического стекла, с размерами: длина - 365 мм; ширина - 200; высота - 230 мм. В днище ящика имеется прорезь (125 ^ 200 мм), перекрываемая задвижкой. Ящик устанавливается горизонтально и заполняется семенами, затем выдвигается задвижка, и материал высыпается через прорезь на горизонтальную поверхность, образуя конус с углом естественного откоса. Величина углов естественного откоса установлена угломером с точностью ±0,50. Повторность опытов принята восьмикратной, среднее значение углов естественного откоса определено как среднее арифметическое .

Коэффициент внутреннего трения между поверхностями отдельных зерен в их совокупности определен как тангенс угла естественного откоса.

Коэффициенты статического трения определены на наклонной плоскости (рис.1) по четырем материалам: стали, полиэтилену, органическому стеклу и технической резине.

Результаты исследований. В результате проведенных исследований физико-механических свойств семян установлено, что геометрические размеры исследуемых сортов зерновых культур варьируют в широких пределах. Средние и экстремальные размеры их приведены в таблице 1.

Рис. 1. Схема сил, действующих на исследуемый материал: а - угол между наклонной (ось Х) и горизонтальной плоскостями; в - вес груза, установленного на исследуемый материал; N - нормальное давление на исследуемый материал со стороны груза; в¡, вп - проекции веса груза на оси координат Х и У; Т - сила трения семени по стали, полиэтилену, органическому стеклу; технической резине

Таблица 1

Линейные размеры семян зерновых культур урожая 2014 года, мм

Культура и сорт Длина L (максимальный) Ширина В (средний) Толщина А (минимальный)

Пшеница - Росинка 6,75 3,22 2,92

Пшеница - Светланка 6,58 3,46 3,09

Ячмень - Тарский-3 10,05 4,05 2,96

Овес - Тарский-2 11,8 3,32 2,61

Анализ таблицы 1 показывает, что длина семян овса Тарский-2 превышает длину семян пшеницы Светланка более чем на 5 мм. По одноименным размерам - ширине и толщине -семена находятся в узком диапазоне, не пре-

вышающем 1 мм.

Корреляционно-регрессионная связь основных размерных характеристик семян при значении критерия Т05 = 2,07; То,1 = 2,81; Т001 = 3,77 представлена в таблицах 2-5.

Таблица 2

Корреляционно-регрессионная связь пшеницы Росинка

X У R Sr Tr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,547 0,174 3,14 0,755 0,241 **

Толщина Длина 0,43 0,188 2,28 0,845 0,367 *

Ширина Длина 0,503 0,180 2,79 0,71 0,712 **

Корреляционно-регрессионная связь пшеницы Светланка

X У R Sr Tr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,657 0,157 4,18 0,650 0,155 ***

Толщина Длина 0,613 0,164 3,73 1,157 0,309 **

Ширина Длина 0,344 0,134 2,56 0,651 0,253 *

Таблица 4

Корреляционно-регрессионная связь ячменя Тарский-3

X У R Sr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,674 0,140 4,79 0,85 0,177 ***

Толщина Длина 0,262 0,201 1,303 1,069 0,819

Ширина Длина 0,466 0,152 3,06 1,553 1,685 **

Таблица 5

Корреляционно-регрессионная связь овса Тарский-2

X У R Sr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,694 0,150 4,62 0,697 0,150 ***

Толщина Длина 0,274 0,201 1,363 1,512 1,106

Ширина Длина 0,11 0,207 0,531 0,606 1,138

Анализ таблиц 2, 3 показывает, что семена пшеницы имеют среднюю корреляционную зависимость. У пшеницы сорта Росинка около 24 % изменчивости зависимой переменной (результативного признака) связано с изменчивостью независимой переменной (факториального признака), у пшеницы сорта Светланка - 29 %.

Анализ таблиц 4, 5 показывает различную корреляционную зависимость между признаками (размерами). Так, у ячменя Тарский-3 по признаку «толщина - ширина» и «ширина -длина» средняя корреляционная зависимость, а по признаку «толщина - длина» - слабая. У ов-

са Тарский-2 по признаку «толщина - ширина» средняя корреляционная зависимость, а по остальным признакам - слабая.

На рисунках 2-4 представлены вариационные кривые распределения по длине, ширине и толщине 100 штук семян пшеницы, овса, ячменя. Анализ вариационных кривых распределения семян убеждает, что характер распределения имеет закономерность нормального распределения: случайные величины группируются вокруг центра распределения, при удалении которого вправо или влево частоты их постепенно убывают.

Рис. 2. Вариационные кривые распределения длины семян

Рис. 3. Вариационные кривые распределения ширины семян

Рис. 4. Вариационные кривые распределения толщины семян

Коэффициент внутреннего трения между поверхностями отдельных зерен в их совокупности с некоторыми допущениями определен как тангенс угла естественного откоса.

Теоретическими исследованиями доказано, что при свободном пересыпании шаров одинакового диаметра угол естественного откоса может находиться от 25057/ до 70037/. Отсюда следует, что величина угла естественного откоса не зависит от диаметра шаров. Но, как отмечают исследователи, свойства их поверхности влияют на плотность укладки и через нее на величину угла естественного откоса .

Форма исследуемых семян далека от правильной формы шара, однако плотность их

укладки определяется конкретными коэффициентами трения, вследствие этого углы естественного откоса зерновых культур по каждому сорту не имеют значительных различий и варьируют в незначительных пределах. Результаты экспериментов приведены в таблице 6.

Полученные углы естественного откоса семян для всех сортов зерновых культур находятся в пределах от 29025/ до 39012/ и соответственно коэффициенты внутреннего трения равны 0,564-0,815.

В результате обработки экспериментальных данных получены коэффициенты статического трения по фрикционным поверхностям (табл. 7).

Вестник^КрасТЯУ. 2016. № S

Таблица 6

Значение углов естественного откоса Q и коэффициент внутреннего трения семян ^ изучаемых культур

Культура и сорт Абсолютная масса 1000 семян, г Угол естественного откоса, Q Коэффициент внутреннего трения, ^

макс. средний мин. макс. средний мин.

Овес - Тарский-2 43,4 38018/ 35005/ 32010/ 0,789 0,644 0,628

Ячмень - Тарский-3 41,8 39012/ 34018/ 29025/ 0,815 0,682 0,564

Пшеница - Росинка 35,8 36020/ 33015/ 30022/ 0,735 0,655 0,585

Пшеница - Светланка 38,6 37005/ 33050/ 31008/ 0,775 0,670 0,604

Таблица l

Коэффициенты статического трения семян по фрикционным поверхностям

Культура и сорт Влажность, % Коэффициент статического трения

Сталь Полиэтилен Техническая резина Органическое стекло

Пшеница -Росинка 15,4 0,354 0,321 0,410 0,328

Пшеница -Светланка 16,2 0,344 0,302 0,403 0,303

Ячмень -Тарский-3 15,8 0,311 0,271 0,350 0,274

Овес -Тарский-2 16,4 0,325 0,288 0,383 0,234

Анализ таблицы 7 показывает, что различия в величине коэффициентов статического трения по одноименным материалам между культурами незначительное. С изменением фрикционной поверхности коэффициенты статического трения изменяются от 0,234 до 0,410. Наименьший коэффициент статического трения получен при контакте с полиэтиленом и органическим стеклом, максимальный - при контакте с технической резиной.

1. Установлена корреляционная зависимость между признаками (линейными размерами) семян.

2. Установлены углы естественного откоса семян зерновых культур, находящиеся в пределах от 29025/ до 39012/, коэффициенты внутреннего трения равны 0,564-0,815.

3. Установлено, что с изменением фрикционной поверхности коэффициенты статического

трения изменяются от 0,234 до 0,410.

Литература

1. Евченко A.B., Кобяков И.Д. Посевные машины / М-во сельского хоз-ва Российской Федерации, Тарский фил. ФГОУ ВПО «Омский гос. аграрный ун-т». - Омск, 2006.

2. Евченко A.B. Совершенствование рабочих органов пневматических селекционных сеялок: дис. ... канд. техн. наук. - Омск, 2006.

1. Evchenko A.V., Kobjakov I.D. Posevnye mashiny / M-vo sel"skogo hoz-va Rossijskoj Federacii, Tarskij fil. FGOU VPO «Omskij gos. agrarnyj un-t». - Omsk, 2006.

2. Evchenko A.V. Sovershenstvovanie rabochih organov pnevmaticheskih selekcionnyh se-jalok: dis. ... kand. tehn. nauk. - Omsk, 2006.

К физическим свойствам зерна и семян относятся: форма зерна, линейные размеры и крупность, объём, выполненность и щуплость, выравненность, масса 1000 зёрен, стекловидность, плотность, плёнчатость и лузжистость, натура, механические повреждения зерна, трещиноватость, механические свойства, аэродинамические свойства, заражённость вредителями, засорённость.

Форма зерна и семян весьма разнообразна. Зерно и семена разных культур и их сортов отличаются по форме. В пределах каждой культуры и отдельной партии зерна по форме также наблюдаются различия вследствие неодинаковой степени физиологической зрелости и других причин.

Существуют следующие формы зерна: шарообразная, чечевицеобразная, эллипсоид вращения; форма с различными размерами в трёх направлениях.

Форма зерна и семян имеет существенное значение при очистке от примесей и сортировании. Зерно, более приближающееся по форме к шару, даёт больший выход муки, поскольку при такой форме на оболочечные частицы приходится относительно меньшая доля, чем при любой другой форме. Зерно шарообразной формы имеет более высокую натуру, так как плотнее укладывается в мерке.

Под линейными размерами понимается длина, ширина и толщина зерна и семени. Длиной считается расстояние между основанием и верхушкой зерна, шириной - наибольшее расстояние между боковыми сторонами и толщиной - между спинной и брюшной стороной (спинкой и брюшком). Совокупность линейных размеров называется также крупностью.

Крупное зерно даёт больший выход готовой продукции, так как в таком зерне больше эндосперма и меньше оболочек.

Из трёх размеров (длины, ширины и толщины) толщина в наибольшей степени характеризует мукомольные свойства зерна.

Объём зерна имеет значение для величины и расчёта скважистости зерновой массы, величины объёмной массы, определения режима очистки и переработки зерна, величины выхода готовой продукции.

Выполненными называют зёрна, достигшие при полном созревании формы с максимальной выравненностью всех структур, характерных для сорта, линии, гибрида.

Выполненным может быть также не крупное, а мелкое, нормально развитое зерно. Такое зерно хотя и уступает несколько по качеству крупному зерну, но способно дать доброкачественные продукты переработки, хоть и в значительно меньшем объёме.

Щуплым называется зерно недостаточно выполненное, неестественно сморщенное вследствие неблагоприятных условий его развития. Щуплое зерно мелкое, с ограниченным запасом питательных веществ, иногда состоящее почти из одной оболочечной ткани.

Между выполненными и щуплыми зёрнами находятся промежуточные формы зерна различных размеров с неодинаковой выполненностью.

Степень щуплости зависит от стадии налива зерна, в которую стали проявляться неблагоприятные условия созревания.

Выравненностью называется степень однородности отдельных зёрен, составляющих зерновую массу, по влажности, размерам, химическому составу, цвету и другим показателям. Наибольшее значение имеет выравненность по влажности вследствие особой роли влаги при хранении и переработке и по крупности.

В практической работе обычно имеют дело с выравненностью по размерам. Выравненность нельзя путать с крупностью. Это разные понятия. Зерно может быть выравненным и одновременно мелким, крупным и вместе с тем невыравненным. Выравненность имеет особенно большое значение при переработке зерна в крупу.

Выравненные по размерам семена дают дружные всходы, растения развиваются равномерно, и, следовательно, зерно созревает одновременно, что облегчает уборку урожая, а также повышает качество зерна нового урожая.

Масса 1000 зёрен показывает количество вещества, содержащегося в зерне, его крупность. Естественно, что более крупное зерно имеет и более высокую массу 1000 зёрен. В крупном зерне количество оболочек и масса зародыша по отношению к ядру наименьшие. Масса 1000 зёрен является также хорошим показателем качества семенного материала. Крупные семена дают более мощные и более продуктивные растения.

Для определения массы 1000 зёрен навеску после удаления сорной и зерновой примесей смешивают и распределяют ровным слоем в виде квадрата, который делят по диагонали на четыре треугольника и из каждых двух противоположных треугольников отсчитывают пробы по 500 целых зёрен (по 250 зёрен от каждого треугольника). Массу обеих проб складывают и получают массу 1000 зёрен. Разница между массами двух проб не должна превышать 5% их среднего значения.

Масса отдельных зёрен одной и той же культуры колеблется в больших пределах в зависимости от сорта, года урожая, района произрастания, степени выполненности и т. д.

Стекловидность зерна.

Зерно имеет разную структуру, т. е. определённую взаимосвязь, взаиморасположение тканей, придающее определённое строение её тканям. Структура зерна может быть стекловидной и мучнистой.

Мучнистым называется зерно, имеющее непрозрачную консистенцию с рыхломучнистой структурой. Мучнистое зерно на поперечном разрезе имеет белый цвет и вид мела.

Стекловидным - зерно, имеющее почти прозрачную консистенцию с роговидной структурой в разломе. Поперечный разрез стекловидного зерна сходен с поверхностью осколка стекла и создаёт впечатление прозрачной поверхности монолитного плотного вещества.

Различают также частично стекловидное зерно. К нему относят зёрна с частично просвечиваемым или частично непросвечиваемым эндоспермом. В частично стекловидном зерне стекловидная структура может быть несплошной, или занимать часть поверхности поперечного среза, или в виде мелких пятен, в беспорядке разбросанных по поверхности среза. В этом случае срез становится пёстрым.

Стекловидность наблюдается в зерне пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, риса. Она является важным технологическим показателем зерна. Стекловидное зерно оказывает большое сопротивление раздавливанию и скалыванию, в связи с чем, при размоле требуется больше энергии, чем для мучнистого зерна. Стекловидное зерно даёт более высокий выход муки, чем мучнистое. Из мучнистого зерна мука получается, как правило, мягкая, мажущаяся (при растирании между пальцами). Мука из стекловидного зерна более крупитчатая, что очень ценится в хлебопечении.

Общая стекловидность выражается в процентах и равняется числу процентов полностью стекловидных зёрен плюс половина числа процентов частично стекловидных зёрен.

Всхожесть семян

Это способность семян образовывать нормально развитые проростки, то есть стебли растения в самом начале его развития из семени (ростки) вместе с развившимися зародышевыми корешками. Всхожесть определяют проращиванием семян в течение семи-десяти дней при оптимальных условиях, установленных для каждой культуры.

Энергия прорастания

Это способность семян быстро и дружно прорастать. Энергию прорастания определяют в тех же условиях и одновременно со всхожестью (в первые 3–4 дня). Энергия прорастания считается важным показателем посевных качеств семян, она характеризует одновременность роста и развития растений, а также созревания и налива зерна, что улучшает его качество и облегчает уборку. Количество нормально развитых проростков подсчитывают в сутках (первая цифра - энергия прорастания, вторая - всхожесть).

Физические свойства семян и их значение для очистки. Физико-механические свойства плодов, виноградников и кормовых культур Сопротивление циклическим нагрузкам

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Евченко А.В.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Евченко А.В.

Текст научной работы на тему «Анализ физико-механических свойств семян зерновых культур»