Оленин О. А. Цифровая рентгенография как элемент технологии предпосевной подготовки семян полевых культур // Научная жизнь. 2025. Т. 20. Вып. 1 (139). С. 21-31. DOI: 10.35679/1991-9476-2025-20-1-21-31

Оленин Олег Анатольевич, канд. с.-х. наук, научный сотрудник, лаборатория «АгроЭкология», агрономический факультет, ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет»: Россия, 446442, Самарская обл., г. Кинель, п. г. т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2.

Тел.: (961) 505-00-09
E-mail: agrotonik63@mail.ru

Цель исследований - выявить возможные технологические проблемы для разработки технического задания по созданию опытной модели промышленной автоматической установки по рентгеновской сепарации многотонного потока семян с распознаванием рентгеновского изображения каждого семени в потоке в движении и последующим удалением дефектных семян из плотного потока. Изучались семена полевых культур: озимые пшеница, ячмень, рожь и тритикале; яровая пшеница мягкая и твердая; многолетняя пшеница; ячмень яровой, овес пленчатый и голозерный; горох, нут, чечевица, соя; кукуруза; подсолнечник, лен, горчица. Методом цифровой рентгенографии выявлялись семена с минимальным уровнем скрытых дефектов и с максимальным ростовым потенциалом. Выявлено, что рентгеновская сепарация потока зерна с целью отбора лучшего посевного материала является значительным резервом для повышения эффективности интегрированной защиты растений и урожайности полевых культур, особенно в рамках биологизации земледелия. Для разработки промышленных установок автоматической рентгеновской сепарации необходимо создать банк рентгеновских изображений (на основе нейросети) элитных семян и дефектных семян по каждой культуре и по каждому виду скрытых дефектов. В рабочей камере промышленного рентгеновского сепаратора необходимо делать достаточное количество фото с разных ракурсов за доли секунды падения семени через рабочую камеру с целью выявления всех основных видов скрытых дефектов и аномалий семени. Семена зерновых культур и льна в достаточной степени «просвечиваются» с выявлением полной структуры внутреннего строения семени, и с выявлением всех основных видов скрытых дефектов. Семена с толстой и / или плотной оболочкой и широкого диаметра (зернобобовые, кукуруза, подсолнечник и другие) - не «просвечиваются» с полным и четким выявлением внутренней структуры семени, для них необходимы высокие значения показателей электрического тока.

Список литературы:

1. Бурков А. И. Тенденции развития воздушно-решётных зерноочистительных машин на современном этапе // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2018. – Том 63, № 2. – С. 4-15 https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.63.2.04-15

2. Федоренко В. Ф., Гольтяпин В. Я. Перспективные технологии послеуборочной обработки и хранения зерна. – М.: Юрайт, 2024. – 194 с.
3. Стукалова А. В., Ямпилов С. С., Балданов В. Б. Обзор современных фотосепараторов // Вестник Восточно – Сибирского государственного университета технологий и управления. – 2024. – № 1. – С. 62-71 DOI 10.53980/24131997_2024_1_62
4. ГОСТ Р 59603-2021 Семена сельскохозяйственных культур. Методы цифровой рентгенографии. – М.: Российский институт стандартизации, 2021. – 16 с.
5. Шарафутдинов М. Х., Нижегородцева Л. С., Сафин Р. И. Приемы профилактики травмированности семян яровой пшеницы // Зерновое хозяйство России. – 2017. – № 2. – С. 69-72
6. Нуруллин Э. Г., Файзуллин Р. А. Экспериментальное исследование травмирования семян в сельскохозяйственных машинах // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2022. – Т. 17, № 2. – С. 99-105
7. Ряднов А. И., Арылов Ю. Н. Повышение урожайности яровой пшеницы за счет использования семян с низким уровнем травмирования // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2022. – № 4. – С. 45-52
8. Строна И. Г., Пугачев А. Н., Чазов А. С. и др. Травмирование семян и его предупреждение. – М.: Колос, 1971. – 100 с.
9. Мусаев Ф. Б. Рентгенографический анализ качества семян овощных культур: методические указания. – С.-П.: изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. – 42 с.
10. Архипов М. В., Потрахов Н. Н. Микрофокусная рентгенография растений. – С.-П.: Технолит, 2008. – 194 с.
11. Архипов М. В., Алексеева Д. И. и др. Методика рентгенографии в земледелии и растениеводстве. – М.: РАСХН, 2011. – 102 с.
12. Потрахов Н. Н., Белецкий С. Л., Мусаев Ф. Б. Рентгенсепаратор – дальнейший шаг в развитии технологии оптической сепарации // Овощи России. – 2017. – № 2. – С. 40-42
13. Манушкин А. А., Потрахов Н. Н., Степанов А. В., Усачев Е. Ю. Решение томографической задачи с использованием дихотомической схемы дискретизации в полярных координатах и парциальных системных матриц, инвариантных к вращениям // Russian Technological Journal. – 2024. – 12 (4). – С. 51-58. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2024-12-4-51-58
14. Многофункциональная передвижная рентгеновская установка ПРДУ. Паспорт. Руководство пользователя. – С.-П.: ЭЛТЕХ-Мед, 2021. – 46 с.
15. Элтех – Мед. Рентгеновское оборудование [Электронный ресурс] – URL: https://eltech-med.com/ru/catalog (дата обращения: 30.01.2025)

DIGITAL RADIOGRAPHY AS AN ELEMENT OF TECHNOLOGY FOR PRE-SOWING PREPARATION OF FIELD CROP SEEDS

Olenin Oleg Anatolyevich, Cand. of Agr. Sci., Researcher, Laboratory "Agroecology", Faculty of agronomy, Samara state agrarian university, Kinel, Russia.

Keywords: pre-sowing seed preparation, digital radiography, hidden seed defects, industrial automatic X-ray separator.

Abstract. The purpose of the research is to identify possible technological problems for the development of a technical specification for the creation of an experimental model of an industrial automatic X-ray separation plant for a multi-ton seed stream with the recognition of an X-ray image of each seed in the stream in motion and the subsequent removal of defective seeds from a dense stream. The seeds of field crops were studied: winter wheat, barley, rye and triticale; spring wheat, soft and hard; perennial wheat; spring barley, filmy and naked oats; peas, chickpeas, lentils, soybeans; corn; sunflower, flax, mustard. The digital X-ray method revealed seeds with a minimum level of hidden defects and with maximum growth potential. It has been revealed that X-ray separation of grain flow in order to select the best seed material is a significant reserve for improving the efficiency of integrated plant protection and crop yields, especially in the framework of biologization of agriculture. To develop industrial automatic X-ray separation plants, it is necessary to create a bank of X-ray images (based on a neural network) of elite seeds and defective seeds for each crop and for each type of hidden defects. In the working chamber of an industrial X-ray separator, it is necessary to take a sufficient number of photos from different angles in a fraction of a second of the seed falling through the working chamber in order to identify all the main types of hidden defects and anomalies of the seed. The seeds of grain crops and flax are sufficiently "translucent" to reveal the complete structure of the internal structure of the seed, and to identify all the main types of hidden defects. Seeds with a thick and/ or dense shell and a wide diameter (legumes, corn, sunflower, and others) do not "show through" with a complete and clear identification of the internal structure of the seed, they require high values of electric current.