СЕЛЕКЦИОННАЯ СЕЯЛКА ДЛЯ ПОСЕВА СЕМЯН В КАССЕТЫ Российский патент 2000 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному и лесохозяйственному машиностроению и может быть использовано в посевных машинах.

Селекционеры оценивают потребительские свойства каждого нового сорта в сельском хозяйстве или лучших (плюсовых) деревьев в лесоводстве по результатам сравнительных испытаний семенного потомства старых и новых сортов растений в опытных культурах. Для этого все испытываемые варианты должны выращиваться в одинаковых экологических условиях (почвенных, гидрологических и прочих). Так как в природе подобрать участок с идеально равными условиями на всей его площади практически невозможно, каждый сорт испытывается в нескольких повторностях (блоках), число которых на опытном поле составляет 5 или 6. Для исключения влияния субъективного фактора, т.е. личных наклонностей самого селекционера, делянки каждого сорта размещаются внутри блоков произвольно или в случайном порядке (рендомизированно).

Начиная работу над новым сортом, селекционер располагает небольшим количеством семян. Поэтому очень важно, чтобы из каждого семени выросло здоровое растение. Данное условие выполняется при выращивании их в теплицах и с закрытой корневой системой, т.е. в специальных ячеистых кассетах. Благодаря использованию искусственного грунта и механизированного полива на первом этапе жизни опытных растений в теплице можно выравнять почвенные и гидрологические условия для их роста. Но из-за большой площади современных арочных теплиц в отдельных точках закрываемой ими поверхности наблюдаются некоторые различия микроклимате, поэтому принцип случайного размещения кассет с растениями должен соблюдаться и здесь.

Посев семян в кассеты, с целью оценки семенного потомства, может быть выполнен двумя способами. По первому - семена одного сорта высевают в одну или две кассеты, во все ячейки подряд. По второму - в каждую кассету высевают сразу семена 7 - 9 сортов, отводя для каждого сорта один ряд ячеек кассеты. Число кассет, засеваемых наборами одинаковых сортов, равно числу планируемых повторностей опыта. Каждому сорту присваивается условный номер и при первом способе посева им маркируется кассета целиком, а при втором - бирка с номером соответствующего сорта вкладывается в каждый ряд ячеек кассеты.

При использовании первого способа посева селекционных семян в кассеты нарушается принцип случайного размещения их в теплице, а при высадке растений на постоянное место опытного поля требуется предварительно размечать не только отдельны блоки, но и определять местоположение на них каждого сорта. В процессе посадки сажальщику, даже имеющему предварительно составленную схему посадки, требуется поочередно обходить все повторности.

При втором способе посева для соблюдения принципа случайного размещения кассет в теплице достаточно пометить кассеты, относящиеся к одной повторности, краской одинакового цвета или использовать одноцветные бирки. При высадке растений на постоянное место предварительная разбивка участка требуется только на блоки. Во время посадки растений на первой повторности ряды ячеек кассеты освобождаются поочередно, а бирка с обозначением сорта устанавливается около первого высаженного растения. На остальных блоках последовательность освобождения кассет и рядков ячеек произвольно чередуется.

Ручной поштучный посев семян в ячейки кассеты возможен, но он очень трудоемок и малопроизводителен. Посев вторым способом: один сорт - один ряд ячеек кассеты - из-за опасности смешения сортов между соседними рядами при ручном посеве в селекционной работе недопустим.

Специальные селекционные сеялки для одновременного посева в одну кассету нескольких сортов в настоящее время пока отсутствуют. Существующие механические и пневматические сеялки приспособлены для проведения массовых производственных посевов семян в кассеты. Так, сеялка Сатор, разработанная финскими специалистами А/О Ляннен Техтат (Финский торговый журнал, N 2, 1984, с. 18-21), имеет корпус со стойками, общий бункер для семян, ячеистый высевающий барабан и транспортер для перемещения засеваемых кассет. Поштучный высев семян в ячейки кассеты обеспечивается благодаря вакууму, создаваемому внутри высевающего барабана, с помощью которого происходит присасывание семени к отверстию, расположенному в донце каждой его ячейки. Но подобная конструкция для проведения селекционных посевов без коренного изменения формы бункера для семян непригодна.

В задачу настоящего изобретения входило: разработать простую и надежную конструкцию селекционной сеялки, обеспечивающей одновременный и точный высев семян нескольких сортов строго в соответствующие ряды ячеек кассеты при высокой скорости посева.

Сущность изобретения: сеялка содержит корпус 1 со стойками 2, семенные банки 3 (бункеры), которые объединены в один блок, выполненный в виде подвижной каретки 4, установленный с возможностью ограниченного перемещения влево-вправо в направляющих 5 между двумя параллельными планками 6, соединяющими выносные кронштейны 7 стоек 2. Каретка 4, несущая семенные банки 3, состоит из двух горизонтальных платформ 8 с соосно расположенными отверстиями, причем верхняя и нижняя платформы 8 соединены между собой вертикальными стойками 9. Каждая семенная банка 3 установлена в отверстиях платформ 8 с возможностью движения вверх-вниз и закреплена на верхней платформе 8 с помощью фигурной проволочной пружины 10, прижимающей разгрузочную камеру 11 семенной банки 3 к поверхности высевающего барабана 12. Высевающий барабан 12 комбинированный и состоит из цилиндрического корпуса 14 и сменного экрана 15, который изготовлен из антистатичного материала, например медной фольги, где ячейки 16 для забора семян из разгрузочной камеры 11 семенной банки 3 расположены рядами по 2-3 штуки, только в корпусе 14 высевающего барабана 12 они выполнены в виде полусферических лунок, а на экране 15 им придана форма самого крупного семени одного или группы видов со сходными семенами, причем сам экран 15 выполнен съемным с возможностью крепления на поверхности корпуса 14 с помощью хомутов 17.

В качестве транспортера для перемещения засеваемых кассет 18 применен ящик 19, который установлен в направляющих 20 корпуса 1 с возможностью совершать возвратно-поступательные движения. На верхнем ребре одной из его боковых стенок натянута роликовая цепь 21, взаимодействующая со звездочкой 22, закрепленной на торце высевающего барабана 12. На другой боковой стенке ящика 19 установлены два конечных роликовых переключателя 23, которые поочередно могут поворачивать флажок 24 коленчатого рычага 25, шарнирно закрепленного на внутренней стороне одной из стоек 2 корпуса 1, одновременно сдвигая в сторону каретку 4, связанную с коленчатым рычагом 25 посредством шатуна 26.

Параллельно высевающему барабану 12 со стороны, где происходит сброс семян из ячеек 16 экрана 15 в ячейки кассеты 18, установленной в ящике, между стойками 2, под углом примерно 45^o закреплен гофрированный лоток 28, группирующий и направляющий скатывающиеся семена по центру ячеек кассеты 18.

Предлагаемая селекционная сеялка позволяет механизировать посев малых партий семян в стандартные кассеты, одновременно высевая точно по центру ячеек заданное количество зерен нескольких сортов или плюсовых деревьев строго раздельно по рядам и при высокой скорости посева. Благодаря конструктивным особенностям ее основных узлов и характеру взаимодействия между ними данная сеялка пригодна для проведения селекционных посевов мелких и средних семян многих сельскохозяйственных и лесных культур без технической переделки высевающего аппарата: для этого достаточно только заменить экран на тот, у которого размеры и форма ячеек наиболее соответствуют форме семян культивируемого растения. Посев отдельных видов семян возможен и без экрана, а только за счет полусферических ячеек, имеющихся на цилиндрическом корпусе высевающего барабана. Так как семенные банки изготовлены из прозрачного материала (баллоны от одноразовых шприцов), имеется возможность контролировать расход семян во время посева. Крепление семенных банок на верхней платформе каретки, которая выполнена съемной, позволяет легко и быстро освобождать их от остатков семян предыдущих сортов и производить заправку новой партии семян.

На фиг. 1 изображен общий вид сеялки сверху; на фиг. 2 - вид сбоку, продольный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сеялки спереди; на фиг. 4 - фрагмент высевающего аппарата, сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - схема расположения ячеек на экране высевающего барабана, вид рядка сверху.

Селекционная сеялка состоит из корпуса 1, выполненного в виде горизонтальной рамы с двумя ступеневидными стойками 2, расположенными, примерно, посередине ее длинных пластин. Семенные банки 3 (бункеры) установлены на одной подвижной каретке 4, которая может перемещаться влево-вправо на небольшое расстояние в направляющих 5 между двумя параллельными планками 6, соединяющими между собой закрепленные на верхней плоскости стоек 2 выносные кронштейны 7. Один конец задней планки 6 закреплен на кронштейне 7 шарнирно, благодаря чему она может поворачиваться вокруг точки крепления, освобождая доступ к каретке 4, которая выполнена съемной.

Каретка 4, объединяющая сменные банки 3 в единый блок, состоит из двух горизонтальных платформ 8, которые соединены между собой вертикальными стойками 9. Для установки семенных банок 3 в верхней и нижней платформах 8 предусмотрены соосно расположенные отверстия, диаметр которых несколько больше диаметра семенных банок 3, благодаря чему последние имеют возможность двигаться вверх-вниз.

Каждая семенная банка 3 закреплена на верхней платформе 8 с помощью фигурной проволочной пружины 10, прижимающей ее разгрузочную камеру 11 к поверхности высевающего барабана 12, кроме того, все семенные банки 3 снабжены индивидуальными ворошителями семян 13, которые представляют собой проволочный стержень. Его нижний конец расположен в разгрузочной камере 11, закруглен, благодаря чему может свободно скользить по поверхности высевающего барабана 12, копируя ее. Верхнему концу ворошителя 13 придана форма дуговой пружины, конец которой закреплен в боковой стенке семенной банки 3.

Высевающий барабан 12 выполнен комбинированным и состоит из основного цилиндрического корпуса 14 и сменного экрана 15. Экран 15 изготовлен из антистатичного материала, например медной фольги, что предотвращает прилипание семян. Ячейки 16 для забора семян из разгрузочной камеры 11 семенной банки 3 расположены рядами по 2 - 3 штуки с интервалом, задаваемым типом используемых кассет. В основном цилиндрическом корпусе 14 ячейки 16 выполнены в виде полусферических лунок, а на экране 15 они имеют форму и размер самого крупного семени данного вида (группы видов) культивируемых растений, но каждая соседняя ячейка 16 соориентирована относительно направления вращения высевающего барабана 12 своей длинной стороной по-разному. Передняя стенка ячейки 16 выполнена в виде ниши глубиной, составляющей, примерно, 1/4 диаметра или длины семени, тогда как задняя - перпендикулярна поверхности экрана 15. Сам экран съемный и крепится на основном корпусе 14 высевающего барабана 12 с помощью хомутов 17. Концы оси высевающего барабана 12 вставлены в подшипники (на чертежах не показаны), закрепленные на уступах стоек 2.

Транспортер для перемещения засеваемых кассет 18 выполнен в виде ящика 19, который установлен в направляющих 20 корпуса 1 и может совершать возвратно-поступательные движения под высевающим барабаном 12. На верхнем ребре одной из его боковых стенок натянута роликовая цепь 21, которая находится в зацеплении со звездочкой 22, закрепленной на торце высевающего барабана 12. Длина его периметра кратна длине засеваемой кассеты 18 и за один ход ящика 19 высевающий барабан совершает два полных оборота.

На другой боковой стенке ящика 19 установлены два конечных роликовых переключателя 23, которые поочередно вступают в контакт с флажком 24 коленчатого рычага 25, чья вертикальная ось шарнирно закреплена на внутренней стороне соседней стойки 2 корпуса 1. Коленчатый рычаг 25 связан с кареткой 4 посредством шатуна 26, благодаря чему во время поворота флажка 24 под воздействием одного из конечных переключателей 23 происходит смещение на небольшое расстояние и каретки 4 вместе с семенными банками 3, разгрузочные камеры 11 которых после этого располагаются то точно над рядами ячеек 16 высевающего барабана 12, то над гладкими участками экрана 15 или самого цилиндрического корпуса 14, когда он применяется для высева некоторых видов семян без экрана 15.

Привод сеялки ручной и для удобства в работе ящик 19 снабжен ручкой 27, закрепленной на передней стенке.

Под высевающим барабаном 12, со стороны, где происходит сброс семян из его ячеек 16 в ячейки засеваемой кассеты 18, между стойками 2 корпуса 1 под углом около 45^o закреплен гофрированный лоток 28, служащий для группирования и направления скатывающихся семян по центру рядов ячеек кассеты 18.

Работает сеялка следующим образом.

До начала посева все кассеты заправляются почвенным субстратом. Для каждого сорта (плюсового дерева) с учетом планируемого количества повторностей изготовляются долговременные бирки, которые будут сопровождать испытываемые растения на всем протяжении опыта. Оператор закрепляет на цилиндрическом корпусе 14 высевающего барабана 12 экран 15, ячейки которого соответствуют размерам и форме семян того вида, чьи сорта предстоит испытывать.

Перед началом опытных посевов необходимо проверить работу аппарата: наполнение ячеек 16 семенами, регулярность забора семян из разгрузочных камер 11 каждой семенной банки 3, точность сброса семян относительно центра ячеек засеваемой кассеты 18. Для проверки используются эти же семена, что и в опыте. Предварительно семенные банки очищаются от остатков семян предшествующего опыта. Одна из кассет закрывается сверху светлой мягкой тканью и устанавливается в ящик 19, длина которого должна быть больше длины кассеты, примерно, на величину 4-х рядов ячеек. Ящик 19 для транспортировки засеваемых кассет 18 перемещается в направляющих 20 в исходное положение (крайнее переднее), при котором он находится прямо перед оператором, а задний конечный переключатель упирается в флажок 24 коленчатого рычага 25. В этом положении каретка 4 находится в той точке, когда разгрузочные камеры 11 семенных банок 3 располагаются точно над рядами ячеек 16 высевающего барабана 12, а очередная группа ячеек 16, которые должны заправляться семенами в разгрузочной камере 11 первыми, находиться непосредственно перед основанием семенной банки 3.

Заправка семенных банок 3 семенами производится с помощью небьющейся воронки. При настройке и регулировке семена засыпают не во все семенные банки, а через одну: так исключается возможность смешения образцов. При обнаружении нерегулярности в загрузке ячеек 16 из какой-то семенной банки 3 выявляется причина этого нарушения (наличие в разгрузочной камере постороннего мусора, волос, чешуек и т.д.), которая устраняется. Смещение места сброса семян ближе или дальше центра ячеек кассеты устраняется или незначительным перемещением кассеты 18 внутри ящика 19, или посредством изменения места зацепления звездочки 22 с роликовой цепью 21. После окончания всех регулировок приступают непосредственно к посеву селекционных семян в кассеты.

Заправка семенных банок 3 новыми образцами семян должна производиться только после полной их очистки от остатков семян предшествующих образцов. Напротив каждой семенной банки 3 в специальные карманы, закрепленные на передней планке 6, укладываются заранее приготовленные бирки с номерами соответствующего сорта или плюсового дерева. В ящик 19, находящийся в исходном положении, устанавливается заправленная грунтом кассета.

Посев производится при движении ящика 19 в направлении высевающего барабана 12. Роликовая цепь 21, закрепленная на боковой стенке ящика 19, будучи в зацеплении со звездочкой 22, приводит барабан во вращение. Ячейки 16, попадая в разгрузочные камеры 11 семенных банок 3, шевелят ворошители 13, которые разрушают свод семян. При этом отдельные семена западают в углубления ячеек 16 и выносятся ими за пределы разгрузочных камер 11. Далее высевающий барабан 12 транспортирует семена до той точки, где силы тяжести превысят силы трения их о поверхность экрана 15. В этом месте семена сбрасываются на поверхность углублений гофрированного лотка 28, по которым они скатываются в ячейки кассеты 18.

После того как ячейки 16 высевающего барабана 12 заберут из разгрузочных камер 11 семенных банок 3 семена для последних ячеек 16 засеваемой кассеты 18, передний конечный переключатель 23 упирается в флажок 24 и поворачивает его на угол около 90^o. Вместе с ним поворачивается весь коленчатый рычаг 25, увлекающий за собой шатун 26, который тянет по направляющим 5 каретку 4, т. е. весь блок семенных банок 3. Их разгрузочные камеры 11 сдвигаются примерно на 15 - 20 мм в сторону от рядка ячеек 16 высевающего барабана 12. В этот момент ящик 19 достигает крайнего заднего положения, заканчивается посев семян в последний (первый от оператора) поперечный ряд ячеек кассеты 18, так называемый, "рабочий ход".

Возвратный ход ящика 19 является "холостым". Во время него разгрузочные камеры 11 семенных банок 3 скользят по гладкой поверхности высевающего барабана 12 и ни одно семя не покидает их пределов. На самой последней фазе возвратного хода задний конечный роликовый переключатель 23 встречает флажок 24 и поворачивает его, в результате чего каретка 4 возвращается в рабочее положение, при котором разгрузочные камеры 11 семенных банок 3 снова располагаются над рядками ячеек 16 высевающего барабана 12. Цикл завершен.

После этого оператор маркирует все ряды ячеек засеянной кассеты 18, для чего вдоль внешнего борта, между ее корпусом и грунтом, в первую ячейку каждого ряда вставляет бирку с номером данного сорта (плюсового дерева). По окончании маркировки засеянная кассета 18 извлекается из ящика 19 и передается на участок, где производится закрытие и мульчирование семян.

Далее циклы повторяются до тех пор, пока не будут засеяны все 5 или 6 кассет (по числу повторностей) с одинаковым набором сортов, семена которых были заправлены в семенные банки 3. Затем оператор застилает свободную от ящика 19 часть рамы корпуса 1 листом бумаги и осторожно извлекает из семенных банок 3 ворошители семян 13, закрывает все их, кроме одной, пробками и, откинув заднюю планку 6, снимает каретку 4 с направляющих 5. После этого последовательно освобождает одну за другой семенные банки 3 от остатков семян, следя только за тем, чтобы они вернулись в свою тару (пакетики, мешочки) и не перепутались образцы. Пробка из очередной семенной банки 3 извлекается лишь тогда, как будет убрано последнее семечко, даже случайно упавшее на бумагу, из банки предыдущей. По завершении данной операции каретка 4 вместе со всеми семенными банками 3 устанавливается на место, между направляющими 5 планок 6, при этом свободный конец шатуна 26 соединяется с концом коленчатого рычага 25, вставляются ворошители семян 13.

Производится заправка новой партии семян и все повторяется.

При необходимости предлагаемая сеялка может быть использована для производственных посевов овощных культур в небольших тепличных комбинатах при выращивании рассады. Исключение маркировки рядов ячеек, которая является обязательной операцией в селекционном деле, позволит значительно повысить производительность посева и сэкономить дорогостоящие семена.

Список литературы
1. Механизированное производство сеянцев, Финский торговый журнал, N 2, 1984, г., с. 18-19.

2. Лесные саженцы по комовому методу, Финский торговый журнал, N 2, 1984 г., с. 20-21.

Изобретение может быть использовано в сельскохозяйственном и лесохозяйственном машиностроении. Сеялка содержит семенные банки с разгрузочными камерами, объединенные в один блок, выполненный в виде подвижной каретки, и высевающий барабан, состоящий из цилиндрического корпуса и сменного экрана, изготовленного из антистатичного материала. Ячейки для забора семян из разгрузочных камер семенных банок на поверхности корпуса высевающего барабана имеют полусферическую форму и располагаются группами по 2-3 штук в ряд, а на экране их форма и размеры соответствуют габаритам наиболее крупного семени определенного таксона растений. Транспортер для перемещения засеваемых кассет выполнен в виде ящика, установленного в направляющих с возможностью совершать возвратно-поступательные движения. На одной его боковой стенке натянута роликовая цепь, взаимодействующая со звездочкой, закрепленной на торце высевающего барабана и приводящей его во вращение. На другой стенке установлены два конечных роликовых переключателя, один из которых в конце "холостого" хода (перед посевом) посредством системы рычагов переводит каретку в положение, когда разгрузочные камеры семенных банок располагаются над рядами ячеек экрана. Второй по окончании "рабочего" хода (посева) сдвигает их в сторону от ячеек. Для группирования высеваемых семян по центру ячеек кассеты под барабаном укреплен наклонный гофрированный лоток. Изобретение позволяет обеспечить одновременный и точный высев семян нескольких сортов строго в отведенные ряды ячеек кассеты при высокой скорости посева. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Селекционная сеялка для посева семян в кассеты, включающая корпус со стойками и укрепленным на них высевающим барабаном с рядами ячеек, семенные банки с разгрузочными камерами, транспортер для перемещения засеваемых кассет, а также механизм привода высевающего барабана, отличающаяся тем, что семенные банки объединены в один блок и смонтированы на подвижной каретке, размещенной в направляющих между двумя параллельными планками, соединяющими между собой выносные кронштейны стоек, с возможностью ограниченного смещения семенных банок относительно рядов ячеек высевающего барабана, а транспортер для перемещения засеваемых кассет выполнен в виде установленного в направляющих корпуса и способного совершать возвратно-поступательные движения ящика, на верхнем ребре одной из боковых стенок которого натянута роликовая цепь, взаимодействующая со звездочкой, закрепленной на торце высевающего барабана, тогда как на другой его боковой стенке установлены два конечных роликовых переключателя, поочередно вступающих в контакт с флажком шарнирно закрепленного на внутренней стороне соседней стойки коленчатого рычага, управляющего положением каретки, с которой он связан посредством шатуна. 2. Селекционная сеялка по п.1, отличающаяся тем, что каретка, несущая семенные банки, выполнена в виде двух платформ с соосно расположенными отверстиями, причем верхняя и нижняя платформы соединены между собой вертикальными стойками, а каждая семенная банка установлена в соответствующих отверстиях платформ с возможностью свободного движения вверх-вниз и зафиксирована на верхней платформе посредством фигурной проволочной пружины, прижимающей разгрузочную камеру к поверхности высевающего барабана, а сами семенные банки снабжены индивидуальными ворошителями семян в виде проволочного стержня, нижний конец которого размещен в разгрузочной камере семенной банки, закруглен и свободно скользит по поверхности высевающего барабана, а верхнему придана форма дуговой пружины, конец которой укреплен в боковой стенке семенной банки. 3. Селекционная сеялка по п.1, отличающаяся тем, что высевающий барабан выполнен комбинированным и состоит из основного цилиндрического корпуса и сменного экрана, изготовленного из антистатичного материала, например из медной фольги, где ячейки для забора семян из разгрузочных камер семенных банок сгруппированы по 2 - 3 штуки в один ряд, но в теле основного корпуса они имеют форму полусферических лунок, а на экране углубления соответствуют размерам и форме самого крупного семени данного вида или группы видов культивируемых растений, к тому же каждая соседняя ячейка ориентирована длинной стороной относительно направления вращения барабана по-разному, причем передняя стенка ячейки выполнена в виде ниши глубиной, равной, примерно, 1/4 диаметра или длины семени, тогда как задняя стенка ячейки перпендикулярна поверхности экрана, а сам экран выполнен съемным с возможностью фиксации на поверхности основного цилиндрического корпуса посредством хомутов. 4. Селекционная сеялка по п.1, отличающаяся тем, что под высевающим барабаном со стороны, где происходит сброс семян из ячеек высевающего барабана в ячейки засеваемой кассеты, между стойками корпуса сеялки установлен наклонный гофрированный лоток, группирующий скатывающиеся семена по центру ячеек кассеты.