DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2024.54.160-167
Comparative Performance of Two Types of Coulter
About the Authors
Vasyl Salo, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technic Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: salovm@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-2263-6002
Serhii Leshchenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: serafsgm@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-9339-4691
Bohdan Vovnianko, post-graduate, , Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Serhii Moroz, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: serhii_moroz@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5101-8460
Abstract
The article considers specific features of ensuring quality indicators of the technological process of sowing crops using coulters of various types. The existing designs of coulters are analysed, indicating their advantages and disadvantages. It is emphasised that the use of disc coulters for direct sowing is limited due to the need to apply significant efforts to deepen them into the soil. A well-known alternative design of operating parts for seed placement into the soil is a coulter with a sharp angle of entry, but its design and parameters need further improvement.The paper proposes the design of a sowing section for sowing spiked grain crops on the soil after no-till tillage methods with the presence of plant residues in the upper soil layers. The basis of this sowing section is a coulter with a sharp angle of entry into the soil, the design of which provides the use of a holding heel.
The article presents methodology for conducting field comparative tests of coulters with a sharp angle of soil penetration, which are represented by an experimental sowing section and a serial double-disc coulter with a packer roller. The section consists of a coulter with a sharp angle of penetration equipped with a holding heel.The performance was assessed by two indicators – uniformity of seed placement over the depth of seedbed and compliance with the specified seed placement depth. The working speed and the set seeding depth were taken as influential factors.The experimental section was mounted on a SZ-3.6 “Astra” grain seeder instead of one of the serial coulters being compared. The preliminary tillage was chiselling with surface disking. The coulters with a sharp angle of entry into the soil, which are equipped with the sowing section, are less dependent on the sowing speed, which makes it possible to perform sowing processes at higher operating speeds without reducing quality indicators.
It was found that the sowing section demonstrated a 7.5% better uniformity of seed distribution over the depth. This is most likely a positive consequence of the work of the holding heel.The actual seeding depth of both operating parts decreases with increasing working speed, the coulters deepen, but the degree of dependence for the experimental section is much lower than for the double disc coulter.
Keywords
sowing, coulter, seed, sowing depth, process quality, coulter with a sharp angle of entry into the soil, disc coulter
Full Text:
PDF
References
1. Salo, V.M., Leshhenko, S.M., Luzan, P.G., & Salo, L.V. (2022). Machines for sowing, planting and caring for crops: Training manual. Kropyvnytskyi: Lysenko V.F. https://dspace.kntu.kr.ua/items/ 1fac47a7-80b6-4a6f-beb7-eb76e3f661fe [in Ukrainian].
2. Salo, V.M., & Haidenko, O.M. (2016). Nuances of the direct method of sowing grain crops]. Ahrobiznes sohodni, 20. https://agro-business.com.ua/agro/mekhanizatsiia-apk/item/1240-niuansy-priamoho-sposobu-sivby-zernovykh-kultur.html [in Ukrainian].
3. Soil degradation is one of the main problems of Ukrainian chernozems. Zhurnal ECOBUSINESS. Ekolohiia pidpryiemstva, 9. https://ecolog-ua.com/articles/degradaciyi-gruntiv-odna-iz-osnovnyh-problem-ukrayinskyh-chornozemiv[in Ukrainian].
4. Melnyk, S.I., Muliar, O.D., Kochubei, M.I., & Ivantsov, P.D. (2010). Tekhnolohiia vyrobnytstva produktsii roslynnytstva: Navch. posibnyk: v 2-kh ch. Ch. 1. [Plant production technology]. Ahrarna osvita http://repozitory.zhatk.zt.ua/handle/123456789/249[in Ukrainian].
5. Luzan, O.R. (2013). Justification of parameters of wrapping working bodies for direct sowing of grain crops. Kirovohrad. [in Ukrainian].
6. Green Plains 1500/2000 mechanical stubble seeder with disc coulter. Agrsgroup. https://www.agrs.group/http://www.agro.kr.ua/uk/sivalka-cph-15002000 [in Ukrainian].
7. Vovnianko, B.H., Leshchenko, S.M., Salo, V.M., & Salo, L.V. (2024). Patent na korysnu model (Ukraina) № 156272; MPK A01 S7/00, A01 S7/20. Posivna sektsiia. [Utility model patent (Ukraine) No. 156272; MPK A01 S7/00, A01 S7/20. Seeding section.]. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1801165/ [in Ukrainian].
8. Kravchuka, V.I., & Melnyka, Yu.F. (Eds.) (2009). Machines for tillage and sowing. Manual. Doslidnytske: UkrNDIPVT im. L. Pohoriloho. [in Ukrainian].
9. Voitiuk, D.H., Aniskevych, L.V., Baranovskyi, V.M. et al.; (). Agricultural machines. Basics of theory and calculation: Textbook. D.H. Voitiuka (Ed.). Kyiv: Naukovo-metodychnyi tsentr VFPO. [in Ukrainian].
10. Artemenko, D., S. Leshchenko, V. Onopa, V. Majara, & Deikun V.. (2022). Analysis of the combined coulter point of the precision seed drill. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 24(4), 57-71. https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/7435/3947[in English].
11. Kuş, E., & Yıldırım, Y. (2020) Effects of Seed Drop Height and Tillage System on the Emergence Time and Rate in the Single Seed Planters. Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 35(1), 69-76. [in English]. https://doi.org/10.28955/alinterizbd.739387
12. Dobranskyi, S.S., Buchko, I.O., & Kravchuk, A.V. (2024). Methodology of experimental studies of the performance of two-disc coulters of grain planters on soils of different humidity. Visnyk Zhytomyrskoho ahrotekhnichnoho fakhovoho koledzh,. 5(1), 17-27. [in Ukrainian].
13. Zubko, V., & Kuzina, T. (2015). Investigation of the influence of winter wheat’s location on plant's germination energy. Teka. Commission of motorization and energetics in agriculture, 15, 4, 103-106. [in English].
14. Kravchuk, V., Pohorilyi, V., & Shustik, L. (2015). The latest technical-technological solutions for various systems of soil cultivation and sowing in the cultivation of grain crops: Project "AgroOlymp 150". Tekhnika i tekhnolohii APK, 7, 9-14. [in Ukrainian].
15. Rud, A.V., Bendera, I.M., Voitiuk, D.H. et al (2012). Mechanization, electrification and automation of agricultural production. (Vols 1-2, Volume 1). A.V. Rudia. (Es.). Kyiv. Ahroosvita [in Ukrainian].
Citations
1. Машини для сівби, садіння та догляду за посівами : навч. посіб. / В. Сало, С. Лещенко, П. Лузан, Л. Сало. Кропивницький : Лисенко В.Ф., 2022. 220 с. URL: https://dspace.kntu.kr.ua/items/1fac47a7-80b6-4a6f-beb7-eb76e3f661fe (дата звернення: 02.10.2024)
2. Сало В.М. Нюанси прямого способу сівби зернових культур / В.М. Сало, О.М. Гайденко. Агробізнес сьогодні. № 20. 2016. URL: https://agro-business.com.ua/agro/mekhanizatsiia-apk/item/1240-niuansy-priamoho-sposobu-sivby-zernovykh-kultur.html (дата звернення: 02.10.2024)
3. Деградації ґрунтів одна із основних проблем Українських чорноземів. Журнал ECOBUSINESS. Екологія підприємства. №9. 2020. URL: https://ecolog-ua.com/articles/degradaciyi-gruntiv-odna-iz-osnovnyh-problem-ukrayinskyh-chornozemiv (дата звернення: 02.10.2024)
4. Технологія виробництва продукції рослинництва : навч. посібник: в 2-х ч. Ч. 1. / С.І. Мельник, О.Д. Муляр, М.Й. Кочубей, П.Д. Іванцов. Київ : Аграрна освіта, 2010. 282 с. URL: http://repozitory.zhatk.zt.ua/handle/123456789/249 (дата звернення: 04.10.2024)
5. Лузан О.Р. Обґрунтування параметрів загортаючих робочих органів для прямої сівби зернових культур : дис. … канд. техн. наук: 05.05.11, Кіровогр. нац. техн. ун-т. Кіровоград, 2013. 200 с.
6. Механічна стернова сівалка Green Plains 1500/2000 з дисковими сошниками. URL: http://www.agro.kr.ua/uk/sivalka-cph-15002000 (дата звернення: 05.10.2024)
7. Посівна секція : пат. 156272 Україна: МПК А01 С7/00, А01 С7/20 / Вовнянко Б.Г., Лещенко С.М., Сало В.М., Сало Л.В. Власник: Центральноукраїнський національний технічний університет. № u2023 06147, заявл. 18.12.2023; опубл. 29.05.2024, бюл. № 22/2024. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1801165/ (дата звернення: 05.10.2024)
8. Машини для обробітку ґрунту та сівби : посібник ; за ред. Кравчука В.І., Мельника Ю.Ф. Дослідницьке : УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, 2009. 288 с.
9. Сільськогосподарські машини. Основи теорії та розрахунку : підручник / Д.Г. Войтюк, Л.В. Аніскевич, В.М. Барановський та ін.; за ред. Д.Г. Войтюка: 2-ге вид., перероб. та допов. Київ : Науково-методичний центр ВФПО, 2019. 508 с.
10. Artemenko, D., S. Leshchenko, V. Onopa, V. Majara, and V. Deikun. Analysis of the combined coulter point of the precision seed drill. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 24(4), 2022: 57-71. URL: https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/7435/3947 (дата звернення: 10.10.2024)
11. Kuş, E. and Yıldırım, Y. Effects of Seed Drop Height and Tillage System on the Emergence Time and Rate in the Single Seed Planters. Alinteri Journal of Agriculture Sciences. 2020. 35(1): рр. 69-76. https://doi.org/10.28955/alinterizbd.739387
12. Добранський С. С. та ін. Методика експериментальних досліджень роботоздатності дводискових сошників зернових сівалок на ґрунтах різної вологості / С.С. Добранський, І.О. Бучко, А.В. Кравчук. Вісник Житомирського агротехнічного фахового коледжу. 2024. № 5(1). С. 17-27.
13. Investigation of the influence of winter wheat’s location on plant's germination energy / V. Zubko, T. Kuzina. Teka. Commission of motorization and energetics in agriculture. Lviv, 2015. Vol. 15. No. 4. C. 103-106.
14. Новітні техніко-технологічні рішення для різних систем обробітку ґрунту і сівби при вирощуванні зернових культур: Проект «АгроОлімп 150» / В. Кравчук, В. Погорілий, Л. Шустік. Техніка і технології АПК. 2010. №7. С. 9-14.
15. Механізація, електрифікація та автоматизація сільськогосподарського виробництва : підруч. у 2 т: Т. 1 / А.В. Рудь, І.М. Бендера, Д.Г. Войтюк та ін.; за ред. А.В. Рудя. Київ : Агроосвіта, 2012. 584 с.
Copyright (c) 2024 Vasyl Salo, Serhii Leshchenko, Bohdan Vovnianko, Serhii Moroz
Comparative Performance of Two Types of Coulter
About the Authors
Vasyl Salo, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technic Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: salovm@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-2263-6002
Serhii Leshchenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: serafsgm@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-9339-4691
Bohdan Vovnianko, post-graduate, , Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Serhii Moroz, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: serhii_moroz@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5101-8460
Abstract
The article considers specific features of ensuring quality indicators of the technological process of sowing crops using coulters of various types. The existing designs of coulters are analysed, indicating their advantages and disadvantages. It is emphasised that the use of disc coulters for direct sowing is limited due to the need to apply significant efforts to deepen them into the soil. A well-known alternative design of operating parts for seed placement into the soil is a coulter with a sharp angle of entry, but its design and parameters need further improvement.The paper proposes the design of a sowing section for sowing spiked grain crops on the soil after no-till tillage methods with the presence of plant residues in the upper soil layers. The basis of this sowing section is a coulter with a sharp angle of entry into the soil, the design of which provides the use of a holding heel. The article presents methodology for conducting field comparative tests of coulters with a sharp angle of soil penetration, which are represented by an experimental sowing section and a serial double-disc coulter with a packer roller. The section consists of a coulter with a sharp angle of penetration equipped with a holding heel.The performance was assessed by two indicators – uniformity of seed placement over the depth of seedbed and compliance with the specified seed placement depth. The working speed and the set seeding depth were taken as influential factors.The experimental section was mounted on a SZ-3.6 “Astra” grain seeder instead of one of the serial coulters being compared. The preliminary tillage was chiselling with surface disking. The coulters with a sharp angle of entry into the soil, which are equipped with the sowing section, are less dependent on the sowing speed, which makes it possible to perform sowing processes at higher operating speeds without reducing quality indicators. It was found that the sowing section demonstrated a 7.5% better uniformity of seed distribution over the depth. This is most likely a positive consequence of the work of the holding heel.The actual seeding depth of both operating parts decreases with increasing working speed, the coulters deepen, but the degree of dependence for the experimental section is much lower than for the double disc coulter.Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Salo, V.M., Leshhenko, S.M., Luzan, P.G., & Salo, L.V. (2022). Machines for sowing, planting and caring for crops: Training manual. Kropyvnytskyi: Lysenko V.F. https://dspace.kntu.kr.ua/items/ 1fac47a7-80b6-4a6f-beb7-eb76e3f661fe [in Ukrainian].
2. Salo, V.M., & Haidenko, O.M. (2016). Nuances of the direct method of sowing grain crops]. Ahrobiznes sohodni, 20. https://agro-business.com.ua/agro/mekhanizatsiia-apk/item/1240-niuansy-priamoho-sposobu-sivby-zernovykh-kultur.html [in Ukrainian].
3. Soil degradation is one of the main problems of Ukrainian chernozems. Zhurnal ECOBUSINESS. Ekolohiia pidpryiemstva, 9. https://ecolog-ua.com/articles/degradaciyi-gruntiv-odna-iz-osnovnyh-problem-ukrayinskyh-chornozemiv[in Ukrainian].
4. Melnyk, S.I., Muliar, O.D., Kochubei, M.I., & Ivantsov, P.D. (2010). Tekhnolohiia vyrobnytstva produktsii roslynnytstva: Navch. posibnyk: v 2-kh ch. Ch. 1. [Plant production technology]. Ahrarna osvita http://repozitory.zhatk.zt.ua/handle/123456789/249[in Ukrainian].
5. Luzan, O.R. (2013). Justification of parameters of wrapping working bodies for direct sowing of grain crops. Kirovohrad. [in Ukrainian].
6. Green Plains 1500/2000 mechanical stubble seeder with disc coulter. Agrsgroup. https://www.agrs.group/http://www.agro.kr.ua/uk/sivalka-cph-15002000 [in Ukrainian].
7. Vovnianko, B.H., Leshchenko, S.M., Salo, V.M., & Salo, L.V. (2024). Patent na korysnu model (Ukraina) № 156272; MPK A01 S7/00, A01 S7/20. Posivna sektsiia. [Utility model patent (Ukraine) No. 156272; MPK A01 S7/00, A01 S7/20. Seeding section.]. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1801165/ [in Ukrainian].
8. Kravchuka, V.I., & Melnyka, Yu.F. (Eds.) (2009). Machines for tillage and sowing. Manual. Doslidnytske: UkrNDIPVT im. L. Pohoriloho. [in Ukrainian].
9. Voitiuk, D.H., Aniskevych, L.V., Baranovskyi, V.M. et al.; (). Agricultural machines. Basics of theory and calculation: Textbook. D.H. Voitiuka (Ed.). Kyiv: Naukovo-metodychnyi tsentr VFPO. [in Ukrainian].
10. Artemenko, D., S. Leshchenko, V. Onopa, V. Majara, & Deikun V.. (2022). Analysis of the combined coulter point of the precision seed drill. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 24(4), 57-71. https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/7435/3947[in English].
11. Kuş, E., & Yıldırım, Y. (2020) Effects of Seed Drop Height and Tillage System on the Emergence Time and Rate in the Single Seed Planters. Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 35(1), 69-76. [in English]. https://doi.org/10.28955/alinterizbd.739387
12. Dobranskyi, S.S., Buchko, I.O., & Kravchuk, A.V. (2024). Methodology of experimental studies of the performance of two-disc coulters of grain planters on soils of different humidity. Visnyk Zhytomyrskoho ahrotekhnichnoho fakhovoho koledzh,. 5(1), 17-27. [in Ukrainian].
13. Zubko, V., & Kuzina, T. (2015). Investigation of the influence of winter wheat’s location on plant's germination energy. Teka. Commission of motorization and energetics in agriculture, 15, 4, 103-106. [in English].
14. Kravchuk, V., Pohorilyi, V., & Shustik, L. (2015). The latest technical-technological solutions for various systems of soil cultivation and sowing in the cultivation of grain crops: Project "AgroOlymp 150". Tekhnika i tekhnolohii APK, 7, 9-14. [in Ukrainian].
15. Rud, A.V., Bendera, I.M., Voitiuk, D.H. et al (2012). Mechanization, electrification and automation of agricultural production. (Vols 1-2, Volume 1). A.V. Rudia. (Es.). Kyiv. Ahroosvita [in Ukrainian].
Citations
1. Машини для сівби, садіння та догляду за посівами : навч. посіб. / В. Сало, С. Лещенко, П. Лузан, Л. Сало. Кропивницький : Лисенко В.Ф., 2022. 220 с. URL: https://dspace.kntu.kr.ua/items/1fac47a7-80b6-4a6f-beb7-eb76e3f661fe (дата звернення: 02.10.2024)
2. Сало В.М. Нюанси прямого способу сівби зернових культур / В.М. Сало, О.М. Гайденко. Агробізнес сьогодні. № 20. 2016. URL: https://agro-business.com.ua/agro/mekhanizatsiia-apk/item/1240-niuansy-priamoho-sposobu-sivby-zernovykh-kultur.html (дата звернення: 02.10.2024)
3. Деградації ґрунтів одна із основних проблем Українських чорноземів. Журнал ECOBUSINESS. Екологія підприємства. №9. 2020. URL: https://ecolog-ua.com/articles/degradaciyi-gruntiv-odna-iz-osnovnyh-problem-ukrayinskyh-chornozemiv (дата звернення: 02.10.2024)
4. Технологія виробництва продукції рослинництва : навч. посібник: в 2-х ч. Ч. 1. / С.І. Мельник, О.Д. Муляр, М.Й. Кочубей, П.Д. Іванцов. Київ : Аграрна освіта, 2010. 282 с. URL: http://repozitory.zhatk.zt.ua/handle/123456789/249 (дата звернення: 04.10.2024)
5. Лузан О.Р. Обґрунтування параметрів загортаючих робочих органів для прямої сівби зернових культур : дис. … канд. техн. наук: 05.05.11, Кіровогр. нац. техн. ун-т. Кіровоград, 2013. 200 с.
6. Механічна стернова сівалка Green Plains 1500/2000 з дисковими сошниками. URL: http://www.agro.kr.ua/uk/sivalka-cph-15002000 (дата звернення: 05.10.2024)
7. Посівна секція : пат. 156272 Україна: МПК А01 С7/00, А01 С7/20 / Вовнянко Б.Г., Лещенко С.М., Сало В.М., Сало Л.В. Власник: Центральноукраїнський національний технічний університет. № u2023 06147, заявл. 18.12.2023; опубл. 29.05.2024, бюл. № 22/2024. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1801165/ (дата звернення: 05.10.2024)
8. Машини для обробітку ґрунту та сівби : посібник ; за ред. Кравчука В.І., Мельника Ю.Ф. Дослідницьке : УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, 2009. 288 с.
9. Сільськогосподарські машини. Основи теорії та розрахунку : підручник / Д.Г. Войтюк, Л.В. Аніскевич, В.М. Барановський та ін.; за ред. Д.Г. Войтюка: 2-ге вид., перероб. та допов. Київ : Науково-методичний центр ВФПО, 2019. 508 с.
10. Artemenko, D., S. Leshchenko, V. Onopa, V. Majara, and V. Deikun. Analysis of the combined coulter point of the precision seed drill. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 24(4), 2022: 57-71. URL: https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/7435/3947 (дата звернення: 10.10.2024)
11. Kuş, E. and Yıldırım, Y. Effects of Seed Drop Height and Tillage System on the Emergence Time and Rate in the Single Seed Planters. Alinteri Journal of Agriculture Sciences. 2020. 35(1): рр. 69-76. https://doi.org/10.28955/alinterizbd.739387
12. Добранський С. С. та ін. Методика експериментальних досліджень роботоздатності дводискових сошників зернових сівалок на ґрунтах різної вологості / С.С. Добранський, І.О. Бучко, А.В. Кравчук. Вісник Житомирського агротехнічного фахового коледжу. 2024. № 5(1). С. 17-27.
13. Investigation of the influence of winter wheat’s location on plant's germination energy / V. Zubko, T. Kuzina. Teka. Commission of motorization and energetics in agriculture. Lviv, 2015. Vol. 15. No. 4. C. 103-106.
14. Новітні техніко-технологічні рішення для різних систем обробітку ґрунту і сівби при вирощуванні зернових культур: Проект «АгроОлімп 150» / В. Кравчук, В. Погорілий, Л. Шустік. Техніка і технології АПК. 2010. №7. С. 9-14.
15. Механізація, електрифікація та автоматизація сільськогосподарського виробництва : підруч. у 2 т: Т. 1 / А.В. Рудь, І.М. Бендера, Д.Г. Войтюк та ін.; за ред. А.В. Рудя. Київ : Агроосвіта, 2012. 584 с.