CC BY
15
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 07.04.2022 г.; одобрена после рецензирования 30.05.2022 г.; принята к публикации 10.06.2022 г.
The article was submitted 07.04.2022; approved after reviewing 30.05.2022; accepted after publication 10.06.2022.
Научная статья УДК 631.362.3
doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-164-174
АНАЛИЗ МАШИННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УБОРКИ СЕМЯН КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РФ
Виктор Александрович Смелик1, Михаил Алексеевич Новиков2, Александр Николаевич Перекопский3
1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; smelik_va@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-5004-9457 2Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; mihanov25@rambler.ru; http://orcid.org/0000-0002-6349-1842 3Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства -филиал ФНАЦ ВИМ, Фильтровское шоссе, д. 3, п. Тярлево, Санкт-Петербург, 196625, Россия; aperekopskii@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-0998-2306
Реферат. Из многолетних бобовых трав в Северо-Западном регионе России наибольшее распространение получили посевы клевера лугового. Однако расширение посевов данной культуры сдерживается из-за недостатка высококачественных семян, потребность хозяйств в которых обеспечивается только на 70%. Перевод семеноводства трав на промышленную основу - качественно новый этап, предъявляющий повышенные требования к технологии производства семян.
Клевер луговой отличается неравномерностью и растянутостью сроков созревания семян. Уборка данной культуры на семена осуществляется зерноуборочными комбайнами раздельным способом, прямым и двукратным комбайнированием. В настоящее время специальных машин для уборки семенников трав наша промышленность не выпускает. Уборку производят в основном зерноуборочными комбайнами, оборудованными приспособлениями. Как объект машинной уборки клевер луговой значительно отличается от зерновых культур. Это необходимо учитывать при организации уборки семенных посевов клевера зерноуборочными комбайнами.
Отличительной особенностью семян клевера является то, что они прочно связаны с бобом. Поэтому для выделения семян из бобов целесообразно применять рабочие органы, работающие на принципе вытирания семян.
При уборке семенных посевов клевера важно правильно выбрать время для начала уборки. При слишком ранних сроках всхожесть семян снижается. Запаздывание с уборкой приводит к большим потерям семян от осыпания.
Исследованиями выявлена эффективность применения химических препаратов (десикантов), обеспечивающих: подсушку стеблестоя клевера на корню, ускорение созревания семян и уменьшение их осыпания в период уборки. По данным многих исследователей, десикация повышает качество семян: всхожесть на 2 - 4%, энергию прорастания - на 7 - 8%. Обработка десикантами обеспечивает увеличение сбора семян при уборке прямым комбайнированием на 15 - 30% в сравнении с раздельным способом.
В представленной статье рассмотрено несколько вариантов машинных технологий уборки клевера на семена с обработкой массы на стационаре - как технологий с минимальными потерями семян. Хозяйственная проверка технологий уборки трав с обмолотом на стационаре, проведенная во многих хозяйствах страны, показала, что сбор урожая за счет снижения потерь увеличивается на 20 - 40%.
На основании выполненных исследований также установлено, что для освоения и внедрения в производство новых технологий требуется создать высокопроизводительную транспортно-уборочную технику, новые машины и оборудование для пунктов обмолота и обработки всей биологической массы и семенного вороха, а также разработка устройств для равномерной укладки необмолоченной биологической массы и последующей подачи ее в обмолачивающие и сепарирующие машины.
Ключевые слова: клевер луговой, технология уборки семян, комбайн, обмолот
Цитирование. Смелик В.А., Новиков М.А., Перекопский А.Н. Анализ машинных технологий уборки семян клевера лугового в условиях Северо-Западного региона РФ // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2022. - №2 (67). - С. 164-174. doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-164-174.
ANALYSIS OF MACHINE TECHNOLOGIES FOR HARVESTING MEADOW CLOVER SEEDS UNDER THE CONDITIONS OF THE NORTHWESTERN REGION OF RF
Viktor A. Smelik1, Mikhail A. Novikov2, Aleksandr N. Perekopskiy3
1Saint Petersburg State Agrarian University, Peterburgskoe shosse, 2, Pushkin, St. Petersburg,
196601, Russia; smelik_va@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-5004-9457 2Saint Petersburg State Agrarian University, Peterburgskoe shosse, 2, Pushkin, St. Petersburg, 196601, Russia; mihanov25@rambler.ru; http://orcid.org/0000-0002-6349-1842 3Institute of Agroengineering and Environmental Problems of Agricultural Production - Branch of FNATS VIM, Filtration Highway, 3, Tyarlevo village, St. Petersburg, 196625, Russia; aperekopskii@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-0998-2306
Abstract. The expansion of meadow clover crops is constrained by the lack of high-quality seeds, the need for which is met by only 70%. Meadow clover is characterized by unevenness and stretching of terms of seed maturation. Harvesting for seeds for this crop is carried out by combine harvesters in a separate way by direct and double harvesting. Studies have revealed the effectiveness of the use of chemical preparations (desiccants) which provide: drying the stem of clover on the root, accelerating the maturation of seeds and reducing their crumbling during harvesting. In the presented article several options of machine technologies for harvesting clover for seeds with treatment the mass at the stationary object are considered as technologies with minimal seed losses. Based on the studies carried out, it was also established that in order to master and introduce new technologies into production, it is necessary to create high-efficiency transport and harvesting equipment, new machines and equipment.
Keywords: meadow clover, seed harvesting technology, combine, threshing
Citation. Smelik, V.A., Novikov, M.A. and Perekopsky A.N., (2022), "Analysis of machine-technologies for harvesting meadow clover seeds under the conditions of the Northwestern region of RF", Izvestiya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 67, no. 2, pp. 164-174, (In Russ.), doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-164-174.
Введение. Для достижения намеченных объемов производства продукции животноводства первостепенное значение имеет создание прочной кормовой базы за счет увеличения посевов и повышения урожайности трав с высоким содержанием протеина.
Из многолетних бобовых трав в Северо-Западном регионе России наибольшее распространение получили посевы клевера лугового, один центнер зеленого корма этой культуры содержит 21 к.ед. при содержании в 1 кг 138 г перевариваемого протеина [1]. Однако дальнейшее расширение посевов клевера сдерживается из-за недостатка высококачественных семян, потребность хозяйств в которых обеспечивается только на 70%. Из-за недостатка семян хозяйства вынуждены увеличивать с 2-х до 5-ти лет сроки использования площадей, засеянных клевером, что приводит почти к двукратному снижению урожайности и значительному недополучению высокобелкового корма для животных.
Перевод семеноводства трав на промышленную основу - качественно новый этап, предъявляющий повышенные требования к технологии производства семян.
Неравномерное созревание семенников многолетних трав, их повышенная влажность и засоренность значительно затрудняют механизацию уборки. Ввиду этих и других сложностей, связанных в том числе и с большим разнообразием физико-механических свойств семян многолетних трав, промышленность не выпускает специализированных машин. Для механизированной уборки многолетних трав переоборудуют серийные зерноуборочные комбайны, устанавливая на них специальные приспособления [2, 3].
По агротехническим требованиям общие потери семян за комбайном при уборке клевера на семена не должны превышать 5%, степень выживания бобовых трав не должна быть менее 95%, дробление - не более 1,5%, чистота семян в бункере - не ниже 70%. Однако практика показывает, что потери семян при уборке значительно превышают указанные значения и могут достигать 25 - 35%, а иногда и половину урожая.
Особенно неудовлетворительно при уборке клевера на семена работает воздушно-решетная очистка комбайна. Потери семян после системы очистки комбайна достигают 70 -90% от общих потерь и в пересчете от общей урожайности составляют 25 - 35%. Причем большая часть потерь (60 - 80%) приходится на невытертые семена. Поэтому чрезвычайно важно правильно регулировать воздушно-решетную очистку и другие рабочие органы комбайна.
Цель исследования - провести анализ используемых машинных технологий уборки семян клевера лугового в условиях Северо-Западного региона РФ и выявить наиболее эффективные приемы обработки, обеспечивающие получение вороха любой, в том числе повышенной, влажности и засоренности.
Материалы, методы и объекты исследований. Как объект машинной уборки клевер луговой значительно отличается от зерновых культур. Это необходимо учитывать при организации уборки семенных посевов клевера зерноуборочными комбайнами [1, 2, 3, 4, 5]. В таблице 1 приведены сравнительные характеристики клевера и пшеницы как объектов комбайновой уборки. Из таблицы следует, что клевер характеризуется неравномерностью и растянутостью сроков созревания семян. Вследствие этого семена, созревшие раньше, осыпаются, а недозревшие семена практически невозможно вымолотить и при уборке они остаются в соломе и полове. Многие сорта клевера имеют слабый стебель и это затрудняет скашивание клевера, режущий аппарат жатки комбайна не обеспечивает качественный срез растений: при высоте среза 10 см потери семян в несрезанном (полеглом) травостое могут достигать 10%.
Таблица 1. Сравнительные характеристики клевера и пшеницы как объектов
комбайновой уборки
Table 1. Comparative characteristics of clover and wheat as objects of combine harvesting
Культура Отклонение
Сравнительные показатели пшеница клевер -/+
луговой
Число стеблей, шт./м2 300-400 100-250 -
Число колосьев (для пшеницы)
головок или кистей (для клевера), шт./м2 300-400 500-800 +
Высота стеблей растений, м 0,50-1,10 0,50-1,20 +
Высота расположения колосьев или головок, кистей
над поверхностью поля, м 0,35-0,50 0,10-0,20 -
Общая биологическая масса, ц/га 60-150 20-55 -
Средний урожай семян, ц/га 30-50 1-7,5 -
Массовая доля семян в растительной +
массе до 1: 2 до 1: 60 +
Полевая влажность, % соломы 16-18 40-70 +
семян 12-16 16-30 +
Засоренность посевов сорняками, % - 10-60 +
Размеры семян, мм
длина 5,8-6,2 1,2-2,7 -
ширина 2,7-2,9 1,0-2,0 -
толщина 2,4-2,7 0,6-1,4 -
Размеры бобов клевера, мм
длина - 3,5-8,8
ширина - 1,2-3,0
толщина - 1,1-2,4
Как отмечают исследователи [2, 3, 4, 5], основной особенностью посевов клевера и других бобовых трав является их высокая засоренность в уборочный период сорняками, имеющими повышенную влажность. Стебли убираемого клевера в период уборки имеют влажность почти 70% при влажности семян, находящихся в головках, от 7 до 30%. При обмолоте комбайном такой неоднородный ворох поступает на систему очистки комбайна. В таблице 2 приведены свойства убираемого вороха клевера в системе очистки комбайна, затрудняющие её работу.
Таблица 2. Показатели свойств убираемого вороха клевера в системе очистки комбайна Table 2. Indicators of the properties of the removed pile of clover in the harvester cleaning system
Показатели свойств семенного вороха клевера
Наименование Значения
Процентная масса семенников в общем ворохе, % Общая влажность убираемого вороха, % Углы естественного откоса, град вороха / семян Объемная масса, кг/м3 вороха / семян / бобов Плотность семян, кг/м3 Масса 1000 семян, г Скорость витания, м/с семян / бобов / половы 25,7-57,5 18-40 (0,70-0,80)/(0,51-0,57) (70-310)/(780-830)/584 1100-1340 1,4-2,2 (4,0-8,0)/(2,0-5,6)/(0,5-4,0)
Из молотильного аппарата комбайна на транспортную доску системы очистки поступает ворох, в котором всего от 10 до 20% семян. Транспортная доска не в состоянии расслоить такой материал, как это происходит при уборке зерновых культур. Вследствие этого на решетах системы очистки комбайна посторонние примеси, оказываясь одновременно с семенами на решетах, затрудняют очистку, что приводит к потерям семян, которые оказываются в отходах.
Также из-за значительной парусности семян трав они под воздействием потока воздуха от вентилятора системы очистки уносятся в копнитель комбайна, что увеличивает потери.
Отличительной особенностью семян клевера является то, что они прочно связаны с бобом и для их разделения необходимо затратить в 3 - 4 раза больше энергии, чем на отделение (обмолот) семян зерновых культур от колоса [6]. Средняя величина работы, затрачиваемой на выделение одного семени клевера методом вытирания их из бобов, составляет 34,5 10-4 Дж, а при выделении ударом - в 17 - 20 раз больше. Поэтому для выделения семян из бобов целесообразно применять рабочие органы, работающие на принципе вытирания семян [1, 4, 5].
Молотильный аппарат и сепарирующие органы зерноуборочного комбайна не приспособлены для обработки такого вороха. Для улучшения показателей качества работы комбайна их оборудуют специальными приспособлениями, обеспечивающими вытирание семян и выделение сепарирующими органами из семенного вороха чистых семян.
При уборке семенных посевов клевера важно правильно выбрать время для начала уборки. При слишком ранних сроках в результате механического повреждения во время обмолота и самосогревания собранного вороха высокой влажности всхожесть семян снижается. Запаздывание с уборкой приводит к большим потерям семян от осыпания.
В различных зонах страны раздельную уборку клевера начинают при побурении 65 -80% головок, прямое комбайнирование - при побурении 90 - 95% головок, а раздельное - при созревании 50 - 75% семян. Однако практика показывает, что не всегда указанные показатели являются наилучшими для начала уборки.
Для более точного определения начала срока уборки разработан специальный метод определения уборочной спелости. Сущность его заключается в следующем. Во время побурения 40 - 50% головок с различных мест поля отбирают два контрольных снопа, каждый с площади 1 м2. Срезанные головки одного снопа разделяют на фракции: 1) переспелые; 2) спелые с темно-бурыми чашечками; 3) спелые с бурыми чашечками; 4) с зеленовато-бурыми чашечками; 5) отцветающие, цветущие и бутоны. Определяют количество головок по фракциям и число семян с десяти головок каждой группы. Если наибольший запас семян в головках с темно-бурыми и бурыми чашечками, убирать клевер нужно немедленно, если с бурыми и зелено-бурыми - через 5 - 7 дней, с зеленовато-бурыми и зелеными - через 10 - 14 дней.
Результаты исследований. Клевер луговой на семена с применением зерноуборочных комбайнов убирают раздельным способом, прямым и двукратным комбайнированием [1, 2, 3, 7, 8, 9].
Раздельная уборка дает хорошие результаты при устойчивой сухой погоде на уборке влажных, засоренных участков неравномерно созревающей культуры.
Скашивание клевера в валки производят при побурении в двух смежных группах с наибольшим содержанием семян 75 - 80% бобов. Для этой цели используют самоходные навесные и прицепные (чаще бобовые) жатки, самоходные косилки-плющилки с семеуловительным приспособлением для уборки бобовых культур ПБ-2,1 с устройством ПБА-4 для сдваивания валков. Как только семена дозревают, а стебли подсохнут до влажности 1 0 -20% (через 1 - 5 дней), валки подбирают и обмолачивают комбайном. Использование для подбора валков полотенно-транспортного подборщика ППТ-3А уменьшает в 2 - 3 раза потери семян в сравнении с барабанным подборщиком 54-102.
Для уменьшения потерь семян и повышения их качества при раздельной уборке была организована уборка семенников клевера со скашиванием их в прокосы без образования валков. Это позволило увеличить сбор семян на 30% по сравнению с прямым комбайнированием.
При раздельном способе уборки получаемые семена более полноценны (выше их жизнеспособность), потери в 1,5 - 2,0 раза меньше, а производительность комбайнов на 25 -30% выше, чем при прямом комбайнировании. Несмотря на то, что при раздельном способе уборки производительность комбайнов на треть выше, чем при прямом комбайнировании, и меньше потери, но они все же остаются высокими и составляют от 14 до 43% от урожая.
Прямое комбайнирование позволяет провести уборку урожая в сжатые сроки и с минимальными затратами труда. Это основной способ уборки семенников трав в США, Швеции, Италии и др. [2, 6, 7]. В России прямое комбайнирование применяют там, где условия погоды затрудняют или делают невозможным раздельный способ уборки. Следует учитывать, что прямым способом лучше убирать невысокие и полеглые растения с дружными созревающими семенами. Такую уборку можно начинать при побурении в двух смежных группах с наибольшим содержанием семян 90 - 95% головок. Для проведения комбайновой уборки весьма важно, чтобы стебли растений подсохли (достигли влажности около 30%).
Качество уборки семян клевера лугового прямым комбайнированием определяется состоянием травостоя, погодными условиями, загрузкой комбайна, режимом его работы и характеризуется величиной потерь семян, их чистотой, степенью вытирания и повреждением. Подача массы в комбайн колеблется в диапазоне 0,4 - 5 кг/с, в 40% случаев она составляет 1,5 кг/с, в 95% - от 0,5 до 2,5 кг/с.
При неблагоприятных погодных условиях уборки потери семян клевера могут достигнуть 70%, а при нормальных - 15 - 20%. Почти 80% потерь приходится на невытертые семена. Допустимая величина потерь семян клевера за комбайном (5%) отмечается при уборке лишь в 27% случаев. Чистота семян, получаемых от комбайнов, колеблется от 44 до 90%, агротехническим требованиям она соответствует в 70% случаев. Степень вытирания семян клевера составляет в среднем около 80%.
Основные потери семян при прямом комбайнировании наблюдаются за молотилкой комбайна (от нескольких процентов до половины урожая).
Чрезвычайно эффективно применение химических препаратов (десикантов), обеспечивающих подсушку стеблей клевера на корню, ускорение созревания семян и уменьшение их осыпания в период уборки [1].
Десикация проводится на семенных посевах клевера лугового контактными препаратами типа Реглон Супер. Опрыскивание проводится в период побурения 75 - 80% головок. Расход препарата составляет 2-4 л/га, рабочей жидкости - 200-300 л/га. Срок начала уборки — через 7 дней после проведения десикации.
В Северо-Западном регионе России использование указанного препарата позволяет уменьшить влажность травостоя с 50 - 70 до 15 - 38%. Эффективность действия препарата снижается при увеличении влажности и уменьшении температуры воздуха.
В зависимости от погодных условий комбайнирование проводят через 3 - 10 дней после обработки, причем желательно убрать в течение двух-трех дней, поскольку потери в первый день после десикации составляют 8,5 кг/га, а на девятый - уже 139,5 кг/га. Десиканты ядовиты, поэтому нельзя выпасать животных на убранном поле в течение 27 дней и применять в качестве корма солому и полову.
По данным зарубежных исследователей, десикация повышает качество семян: всхожесть - на 2 - 4%, энергию прорастания - на 7 - 8%. Обработка десикантами обеспечивает увеличение сбора семян при уборке прямым комбайнированием на 1 5 - 30% в сравнении с раздельным способом.
Двукратное комбайнирование применяют при уборке неравномерно созревающих, склонных к осыпанию семенных травостоев. Этот способ сочетает положительные стороны прямого комбайнирования и раздельной уборки, хотя и более трудоемок [1, 2, 9].
Сущность способа заключается в том, что при созревании 50 - 75% семян растения скашивают и обмолачивают зерноуборочным комбайном, с которого снимают днище копнителя и устанавливают сузитель валков. Таким образом обмолачивается до 80% в основном спелых семян. Остальную растительную массу с невымолоченными недозревшими семенами укладывают в валок. Через 3 - 5 дней после дозревания семян в валке комбайн, оборудованный подборщиком, подбирает и обмолачивает валки при более интенсивном режиме работы молотильного устройства.
Двукратная уборка в 2 - 2,5 раза снижает потери в сравнении с прямым комбайнированием при лучшем качестве семян. Однако потери остаются высокими и достигают 14 - 20%. Этот способ не всегда дает требуемый эффект, так как применение его ограничено определенной фазой созревания семян - 65 - 70%. Уборка семенников при других фазах спелости приводит к еще большим потерям семян.
Из-за приведенных особенностей убираемых семенников трав потери при комбайновой технологии уборки, как правило, выше допускаемых агротребованиями, особенно при неблагоприятных погодных условиях, поэтому рядом ученых [2, 4, 10 и др.] предлагаются новые технологии, при которых обмолот, вытирание и очистку всей биологической массы или ее части предлагается перенести на стационар.
Такая технология уборки клевера с обработкой всей биологической массы на стационаре [2, 10] предназначена преимущественно для зон с устойчивой погодой в период уборки, которая предусматривает скашивание трав в валки, после подсушки в валках - подбор валков кормоуборочными машинами РСМ - 1401, Jaguar - 830, John Deere - 780 и др. с измельчением и погрузкой в транспортные прицепы большой вместимости, доставку измельченной массы на стационар. Обмолот доставленной биологической массы осуществляется двумя последовательно установленными зерноуборочными комбайнами, оборудованными приспособлениями типа 54-108А. С целью улучшения вытирания бобов переднюю половину деки закрывают металлической сеткой с отверстиями 2х2 или 3х3 мм.
Хозяйственная проверка этой технологии показала, что прямые эксплуатационные затраты увеличились на 40 - 45%. Экономический эффект от ее применения за счет снижения потерь семян примерно в 4 раза превышает все эксплуатационные затраты.
Технологию уборки со сбором и обработкой на стационаре невеяного вороха можно применять во всех зонах выращивания клевера на семена [2, 7, 10]. В некоторых европейских странах она известна под названием «грубое комбайнирование».
В зависимости от погодных условий, а также состояния травостоя, невеяный ворох собирают в бункер комбайна прямым комбайнированием или же раздельным способом. При необходимости травостой может быть обработан реглоном.
В состав невеяного вороха входят семена, разрушенные головки соцветий, невытертые бобы, листья и кусочки стеблей растений, полова, сбоина, органические и неорганические примеси, пылевидные и мелкодисперсные частицы. Для повышения содержания семян в ворохе обмолот растений проводят при частоте вращения молотильного барабана 800 - 900 мин-1 комбайна «Акрос-530» и 750 - 850 мин-1 комбайна «Дон-1500», при зазорах между бичами и подбарабаньем на входе 18 мм, на выходе - 2 - 3 мм. Чтобы довести потери семян в копнитель до минимума, окна вентилятора системы очистки закрывают щитками, а решета очистки открывают полностью. Такой режим работы молотилки позволяет повысить полноту вымолота семян, что ускоряет процесс выгрузки невеяного вороха из бункера. Для выгрузки связанного вороха бункер комбайна оборудуют различными приспособлениями для ворошения вороха. Наиболее эффективными являются устройства, обеспечивающие аэрацию вороха, разрушение сводообразования воздушными или газовыми струями. Одним из них является устройство, которое своды, образующиеся в полости бункера комбайна между
днищем и козырьком шнека, разрушает с помощью осесимметричной газовой струи. Эта струя формируется цилиндрическим соплом. В качестве газового потока использованы отработавшие газы дизельного двигателя комбайна. С тем, чтобы не ухудшилась очистка цилиндров двигателя и не возник более напряженный тепловой режим работы турбокомпрессора, длина трубопроводов выгрузного устройства взята минимальной. Опыты показали, что из бункера, оборудованного разработанным устройством, выгрузка невеяного вороха происходит за несколько минут. При этом качественные показатели семян в зависимости от времени воздействия выхлопных газов (температура их 127оС) не снижается (таблица 3).
Собранный невеяный ворох от комбайнов доставляют специально подготовленными автомобилями-самосвалами на стационарный пункт и выгружают в сушилку [11]. Для этих целей используются напольные сушилки с аэрожелобами, конвейерно-ленточные или карусельные сушилки [12, 13]. В зависимости от исходной влажности семенного вороха, продолжительность сушки может продолжаться от 3 до 20 и более часов.
Таблица 3. Качественные показатели семян клевера в зависимости от времени воздействия
выхлопных газов двигателя комбайна Table 3. Qualitative indicators of clover seeds depending on the time of exposure to the exhaust gases of the combine engine
Показатели Продолжительность воздействия, мин Контроль
3 5 10 20 30
Всхожесть, % 86 86 91 89 89 88
Энергия прорастания, % 60 55 54 58 54 54
Количество твердых семян, % 14 19 22 17 18 19
Высушенный в сушилке семенной ворох обмолачивают либо специально переоборудованным для этих целей комбайном, либо молотилкой-веялкой МВ-2,5А. Для лучшего выделения семян из бобов материал пропускают через молотилку комбайна 2 - 3 раза. Обработку высушенного вороха для выделения семян и бобов можно производить на специально подготовленных машинах [14] или ворохоочистителях типа ОВС-25, а для дотирания бобов использовать клеверотерку К- 0,5 или К-310А.
Применение этой технологии позволяет снизить потери семян на 15 - 40% по сравнению с традиционной комбайновой уборкой.
Технология уборки со сбором семян в бункер, а невеяного вороха в тракторный прицеп осуществляется прямым или раздельным комбайнированием комбайном с измельчителем, настроенным на подачу материала в прицепляемый к комбайну тракторный прицеп. В процессе уборки семена, вымолоченные молотильным устройством, после очистки подаются в бункер, стебли укладываются в валок, а невеяный ворох отправляется в тракторный прицеп. Солому, уложенную в валки, убирают сеноуборочными машинами.
Семена из бункеров выгружают в герметизированные кузова автомобилей и отправляют на доработку. Тракторный прицеп с невеяным ворохом транспортируют на стационарный пункт и при необходимости подсушивают. Затем ворох обрабатывают для дотирания бобов и выделения примесей. Эту операцию следует выполнять комбайном, подобным КЗС-1218 с приспособлением типа 54-108А или комбайном КЗС-1218, у которого половина подбарабанья закрыта сеткой с ячейками размером 3х3 мм, что обеспечивает эффективное вытирание семян. Воздушно-решетную очистку снабжают дополнительным решетом с круглыми отверстиями диаметром 2,5 - 2,8 мм, а на входные окна вентилятора устанавливают заслонки.
Экономический эффект от применения этой технологии до трёх раз превышает прямые эксплуатационные затраты.
Хозяйственная проверка технологий уборки трав с обмолотом на стационаре, проведенная во многих хозяйствах страны, показала, что сбор урожая за счет снижения потерь увеличивается на 20 - 40%. Расчетные технико-экономические показатели данных технологий уборки клевера на семена представлены в таблице 4.
Из материалов таблицы следует, что при этой технологии затраты труда возрастают в 2,3 раза, расход горючего - в 4 раза.
Таблица 4. Расчетные технико-экономические показатели технологий уборки
семян клевера
Table 4. Calculated technical and economic indicators of clover seed harvesting technologies
Прямое комбайнирование
Показатель со сбором невеяного вороха и обработкой его на стационаре со сбором семян в бункер (базовый)
Удельные затраты труда, чел-ч/га 6,7 2,8
Расход горючего, кг/га 147,9 35,7
Дополнительный сбор семян, кг/га 30 -
Однако, несмотря на то, что технологии с обработкой урожая на стационаре по приведенным затратам уступают базовым, за счет сокращения потерь и дополнительного сбора семян, все дополнительные затраты на их внедрение окупаются.
Выводы. На основании выполненных исследований установлено, что для освоения и внедрения в производство новых технологий уборки клевера лугового на семена требуется создать высокопроизводительную транспортно-уборочную технику, новые машины и оборудование для пунктов обмолота и обработки всей биологической массы и семенного вороха. Требуется также разработка устройств для равномерной укладки необмолоченной биологической массы многолетних кормовых трав и последующей подачи ее в обмолачивающие и сепарирующие машины.
Список источников литературы
1. Шить И.С., Могильницкий В.М., Перекопский А.Н. Рекомендации по производству семян многолетних трав в условиях Ленинградской области. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2006. - 92 с.
2. Федоренко В.Ф. Уборка и послеуборочная обработка семян трав: дис... докт. техн. наук. - М: МГАУ, 2004. - 288 с.
3. Ломакин С.Г, Бердышев В.Е., Гусев А.П. Уборка семенников клевера с использованием зерноуборочных комбайнов // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». - 2012. - Выпуск 1(52). - С. 30-34.
4. Федоренко В.Ф. Повышение эффективности работы молотильного аппарата зерноуборочных комбайнов на уборке семян трав // Достижения науки и техники АПК. - 2002. - №12. - С. 17-24.
5. Петренко В. Особенности уборки семян многолетних злаковых трав / Зямля i людз1 - Могилёв. 2018.С. 2.
6. Oje K., Ugbar E. C. Some physical properties of oilbean seed // Journal of Agricultural Engineering Research. - 1991. - Vol. 50. - P. 305-313.
7. Иванов А.Е., Митрофанов Н.М., Эрк Ф.Н. Механизация производства семян многолетних трав. - Л.: Колос, 1981. - 192 с.
8. Патент РФ № 2021677 C1. Способ уборки семенников клевера. Авторы: Гриньков С.Г., Жалнин Э.В., Лосев В.И., Милькото Н.Н., Маткевич В.И. опубл. 30.10.1994.
9. Агроэкологическое семеноводство многолетних трав [Электронный ресурс]. - URL: ttps: //www .vniikormov.ru/pub/agroekologicheskoe -semenovodstvo -mnogoletnikh-trav (дата обращения: 28.12.2021).
10. Типовые технологии уборки трав на семена с обработкой урожая на стационарном пункте. / Под ред. Э.В. Жалнина. - М., 1985. - 48 с.
11. Дианов Л.В., Смелик В.А., Ширяев А.С. Механизация сушки урожая зерновых и кормовых культур (монография). - Ярославль: ЯГСХА, 2005. - 150 с.
12. Патент РФ № 2259527 C2. Аэрожелоб для сушки сыпучих материалов. Авторы: Дианов Л.В., Смелик В.А., Юнкин П.А., Карповский Д.А. опубл. 27.08.2005.
13. 13.Perekopskiy A.N., Smelik V.A. Variables of the wheat seeds drying process in a carousel type dryer // British Journal of Innovation in Science and Technology, 2016, Т.1, №2, P. 11-20.
14. Fraczek J., Slipek Z., Kaszorowski S. Analysis of invention development in the seed cleaning machines. // Przeglad techniki rolniczej i lesnej. - 1994. - № 1. - P. 14-18.
References
1. Shit, I.S., Mogilnitsky, V.M. and Perekopsky, A.N. (2006), "Recommendations for the production of seeds of perennial grasses in the conditions of the Leningrad region", GNU SZNIIMESKh Rosselkhozakademii, SPb, 92 p.
2. Fedorenko, V.F., (2004), "Cleaning and post-harvest treatment of grass seeds", Thesis Ph.D. dissertation, technical sciences, MGAU, Moscow.
3. Lomakin, S.G., Berdyshev, V.E. and Gusev, A.P. (2012), "Harvesting of clover seeds using combine harvesters", Bulletin of the Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin, Issue 1(52), pp. 30-34.
4. Fedorenko, V.F. (2002), "Increasing the efficiency of the threshing apparatus of combine harvesters on the harvesting of grass seeds", Achievements of Science and Technology of the Agro-Industrial Complex, no.12, pp. 17-24.
5. Petrenko, V. (2018), "Features of harvesting seeds of perennial cereal grasses", [Zyamlya i ludzi], Mogilev, p. 2.
6. Oje, K. and Ugbar, E.C. (1991), "Some physical properties of oilbean seed", Journal of Agricultural Engineering Research, Vol. 50, pp. 305-313.
7. Ivanov, A.E., Mitrofanov and N.M., Erk, F.N. (1981),Mechanization of production of seeds of perennial herbs, [Mekhanizaciya proizvodstva semyan mnogoletnih trav], Kolos, Leningrad, 192 p.
8. Grinkov, S.G., Zhalnin, E.V., Losev, V.I., Milkoto, N.N. and Matkevich, V.I. Central'nyj Nauchno-issledovatel'skij institut mekhanizacii i elektrifikacii sel'skogo hozyajstva (1994), The method of harvesting clover testes, RU, Pat. № 2021677 C1.
9. Agroecological seed production of perennial grasses, (2013), available at: https://www.vniikormov.ru/pub/agroekologicheskoe-semenovodstvo-mnogoletnikh-trav/agroekologicheskoe-semenovodstvo-mnogoletnikh-trav-44.php asp. (Accessed 28 December 2021).
10. Zhalnin, E.V. (ed.) (1985), Typical technologies for harvesting grasses for seeds with crop processing at a stationary point, Moscow.
11. Dianov, L.V., Smelik, V.A. and Shiryaev, A.S. (2005), Mechanization of grain and fodder crop drying [Mekhanizaciya sushki urozhaya zernovyh i kormovyh kul'tur], (monograph) YAGSHA, Yaroslavl.
12. Dianov, L.V., Smelik, V.A., Yunkin, P.A. and Karpovsky, D.A. YAroslavskaya gosudarstvennaya sel'skohozyajstvennaya akademiya (2005), An air chute for drying bulk materials, RU, Pat. № 2259527.
13. Perekopskiy, A.N. and Smelik, V.A. (2016), Variables of the wheat seeds drying process in a carousel type dryer // British Journal of Innovation in Science and Technology, Vol. 1, no. 2, pp. 11-20.
14. Fraczek, J., Slipek Z. and Kaszorowski, S. (1994), "Analysis of invention development in the seed cleaning machines", Przeglad techniki rolniczej i lesnej no.1, pp. 14-18.
Сведения об авторах
Смелик Виктор Александрович - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технических систем в агробизнесе, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», spin-код: 2462-1130.
Новиков Михаил Алексеевич - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технических систем в агробизнесе, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», spin-код: 2612-8574.
Перекопский Александр Николаевич - кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела «Технологии и технические средства производства зерна и кормов», Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», spin-код: 5656-1108.
Information about the authors
Smelik Viktor Aleksandrovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Technical Systems in Agribusiness, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State Agrarian University", spin-code: 2462-1130.
Novikov Mikhail Alekseevich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Technical Systems in Agribusiness, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State Agrarian University", spin-code: 2612-8574.
Perekopsky Alexander Nikolaevich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, leading researcher of the Department "Technologies and Technical Means of Grain and Feed Production" of the Institute of Agroengineering and Environmental Problems of Agricultural Production (IAEP) - branch of the Federal state budgetary scientific institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM"), spin-code: 5656-1108.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Author's contribution. All authors of this study were directly involved in the planning, execution and analysis of this study. All authors of this article have read and approved the submitted final version. Conflict of interest. The authors state that there is no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 10.04.2022 г.; одобрена после рецензирования 26.05.2022 г.; принята к публикации 15.06.2022 г.
The article was submitted 10.04.2022; approved after reviewing 26.05.2022; accepted after publication 15.06.2022.
