Система припосівної інокуляції насіння
Анотація
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
Ключові слова
експлуатація посівного комплексу; форсунка; урожайність; тиск; норма виливу; покриття насіння; біопрепарати; добрива; мікроорганізми; якість сівби
[1] Azeem, M., Haider, M.Z., Javed, S., Saleem, M.H., & Alatawi, A. (2022). Drought stress amelioration in maize (Zea mays L.) by inoculation of Bacillus spp. Strains under Sterile Soil Conditions. Agriculture, 12(1), article number 50. doi: 10.3390/agriculture12010050.
[2] Barbosa, J.Z., Roberto, L.A., Hungria, M., Corrêa, R.S., Magri, E., & Correia, T.D. (2022). Meta-analysis of maize responses to Azospirillum brasilense inoculation in Brazil: Benefits and lessons to improve inoculation efficiency. Applied Soil Ecology, 170, article number 104276. doi: 10.1016/j.apsoil.2021.104276.
[3] Bilokonska, O.M. (2018). Influence of ultraviolet radiation on the viability of vegetative cells and cysts of Azotobacter chroococum 2.1. Agricultural microbiology, 28, 86-91. doi: 10.35868/1997-3004.28.86-91.
[4] Datsko, O. (2021). Plant probiotics: Effect on crops under stress. Bulletin of Sumy National Agrarian University. Series “Agronomy and Biology”, 1(43), 10-18. doi: 10.32845/agrobio.2021.1.2.
[5] Dražić, M.S. (2017). Development and optimization of novel electronic device for automatic control of liquid starter fertilizer injection in maize sowing Retrieved from https://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/9370.
[6] Erdemci, İ. (2021). Effects of seed microbial inoculant on growth, yield, and nutrition of durum wheat (Triticum Durum L.). Communications in Soil Science and Plant Analysis, 52(7), 792-801. doi: 10.1080/00103624.2020.1869764.
[7] Guimarães, V.F., Klein, J., Ferreira, M.B., & Klein, D.E.K. (2020). Promotion of rice growth and productivity as a result of seed inoculation with Azospirillum brasilense. African Journal of Agricultural Research, 16(6), 765-776. doi: 10.5897/AJAR2020.14723.
[8] Han, H., Wang, P., Li, Y., Liu, R., & Tian, C. (2020). Effect of water supply pressure on atomization characteristics and dust-reduction efficiency of internal mixing air atomizing nozzle. Advanced Powder Technology, 31(1), 252268. doi: 10.1016/j.apt.2019.10.017.
[9] Ilchenko, V., Trotsenko, V., Zhatova, H., & Kovalenko, I. (2019). Pre-sowing bacterial treatment and chemical fertilizer application impact on yield capacity and grain quality of hulless (Avena nuda L.) and hulled oats (Avena sativa L.). Journal of Central European Agriculture, 20(3), 866-875. doi: 10.5513/JCEA01/20.3.2296.
[10] Khaitov, B., Karimov, A., Abdiev, A., Farrukh, J., & Park, K. (2020). Beneficial effect of Rhizobium inoculation on growth and yield of chickpea (Cicer arietinum L.) in saline soils. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 26(1), 96-104.
[11] Kharchenko, O., Zakharchenko, E., Kovalenko, I. Prasol, V., Pshychenko, O., & Mishchenko, Y. (2019). On problem of establishing the intensity level of crop variety and its yield value subject to the environmental conditions and constraints. AgroLife Scientific Journal, 8(1), 113-119.
[12] Klaedtke, S.M., Rey, F., & Groot, S.P.C. (2022). Designing a seed health strategy for organic cropping systems, based on a dynamic perspective on seed and plant health. Sustainability, 14, article number 10903. doi: 10.3390/ su141710903.
[13] Orozco-Mosqueda, M.C., Fadiji, A.E., Babalola, O.O., Glick, B.R., & Santoyo, G. (2022). Rhizobiome engineering: Unveiling complex rhizosphere interactions to enhance plant growth and health. Microbiological Research, 263, article number 127137. doi: 10.1016/j.micres.2022.127137.
[14] Paravar, A., Piri, R., Balouchi, H., & Ma, Y. (2022). Microbial seed coating: An attractive tool for sustainable agriculture. Authorea. doi: 10.22541/au.165276913.31013497/v1.
[15] Pathan, K.A., Dabeer, P.S., & Khan, S.A. (2019). Effect of nozzle pressure ratio and control jets location to control base pressure in suddenly expanded flows. Journal of Applied Fluid Mechanics, 12(4), 1127-1135. doi: 10.29252/ jafm.12.04.29495.
[16] Polischuk, V., Zhuravel, S., Kravchuk, M., Kropyvnytskyi, R., & Trembitska, O. (2023). Efficiency of organic technologies of winter rye cultivation in Ukraine’s Polissia in the context of climate change adaptation. Scientific Horizons, 26(1), 19-30. doi: 10.48077/scihor.26(1).2023.19-30.
[17] Premachandra, D., Hudek, L., Enez, A., Ballard, R., Barnett, S., Franco, C.M., & Brau, L. (2020). Assessment of the capacity of beneficial bacterial inoculants to enhance canola (Brassica napus L.) growth under low water activity. Agronomy, 10(9), article number 1449. doi: 10.3390/agronomy10091449.
[18] Reis, A.F.B, Rosso, L.H.M., Adee, E., Davidson, D., Kovács, P., Purcell, L.C., Below, F.E., Casteel, S.N., Knott, C., Kandel, H., Naeve, S.L., Singh, M.P., Archontoulis, S., & Ciampitti, I.A. (2022). Seed inoculation with Azospirillum brasilense in the U.S. soybean systems. Field Crops Research, 283, article number 108537. doi: 10.1016/j.fcr.2022.108537.
[19] Sandini, I.E., Pacentchuk, F., Hungria, M., Nogueira, M.A., da Cruz, S.P., Nakatani, A.S., & Araujo, R.S. (2019). Seed inoculation with Pseudomonas fluorescens promotes growth, yield and reduces nitrogen application in maize. International Journal of Agriculture & Biology, 22(6), 1369-1375. doi: 10.17957/IJAB/15.1210.
[20] Santos, M.S., Nogueira M.A., & Hungria, M. (2019). Microbial inoculants: Reviewing the past, discussing the present and previewing an outstanding future for the use of beneficial bacteria in agriculture. AMB Express, 9, article number 205. doi: 10.1186/s13568-019-0932-0.
[21] Shelest, M.S., Datsko, O.M., Plavinsky, V.I., Zakharchenko, E.A., & Zubko, V.M. (2022). Method of inoculation of seeds during sowing. Retrieved from https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1693838/.
[22] Singh, D.P., Singh, V., Gupta, V.K., Shukla, R., Prabha, R., Sarma, B.K., & Patel, J.S. (2020). Microbial inoculation in rice regulates antioxidative reactions and defense related genes to mitigate drought stress. Scientific Reports, 10, article number 4818. doi: 10.1038/s41598-020-61140-w.
[23] Stassinos, P.M., Rossi, M., Borromeo, I., Capo, C., Beninati, S., & Forni, C. (2021). Amelioration of salt stress tolerance in rapeseed (Brassica napus) cultivars by seed inoculation with Arthrobacter globiformis. Plant Biosystems – An International Journal Dealing with all Aspects of Plant Biology, 156(2), 370-383. doi: 10.1080/11263504.2020.1857872.
[24] Stoffel, S.C.G., Soares, C.R.F.S., Meyer, E., Lovato, P.E., & Giachini, A.J. (2020). Yield increase of corn inoculated with a commercial arbuscular mycorrhizal inoculant in Brazil. Ciência Rural, 50(7). doi: 10.1590/01038478cr20200109.
[25] Ushkarenko, V.A., Lavrenko, S.O., & Maksimov, M. V. (2016). Economic feasibility of using different technological methods of growing lentils in the conditions of South Steppe of Ukraine. Collection of Scientific Works of Uman National University of Horticulture, 88(1), 195-202.
[26] Veremeenko, S., Furmanets, O., Vozniuk, N., & Oliinyk, O. (2023). The effect of the application of liquid complex fertilizers and mixtures based on them on the productivity of corn in the conditions of the Western Polissia. Scientific Horizons, 26(4), 97-107. doi: 10.48077/scihor4.2023.97.
[27] Wang, P., Han, H., Liu, R., Gao, R., & Wu, G. (2020). Effect of outlet diameter on atomization characteristics and dust reduction performance of X-swirl pressure nozzle. Process Safety and Environmental Protection, 137, 340351. doi: 10.1016/j.psep.2020.02.036.