CC BY
93
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ БАХЧЕВОДСТВА НА ОСНОВЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
COMPLEX MECHANIZATION MELLON-GROWING ON BASE INNOVACIONNYH TECHNOLOGY
A.Н. Цепляев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой « Сел ьскохозяйственн ые машин ы »
B.Г. Абезин, доктор технических наук, профессор кафедры «Сельскохозяйственные машины»
М.Н. Шапров, кандидат технических наук, профессор, декан факультета механизации
сельского хозяйства
В.А. Цепляев, кандидат технических наук, доцент кафедры «Сельскохозяйственные машины»
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
A.N. Ceplayev, V.G. Abesin, M.N. Shaprov, V.A. Ceplayev
Volgograd state agricultural academy
Рассмотрены вопросы комплексной механизации при возделывании бахчевых культур. Дана общая характеристика основных машин, внедрение которых позволит в 5-6 раз повысить производительность труда.
The Considered questions to complex mechanization at reception of the product mellons. It is Given general feature of the main machines, introduction which will allow in 5-6 once raise capacity of the labour.
Ключевые слова: технология возделывания бахчевых посевов, уход за посевами, уборка плодов, выделение семян.
В ряду наиболее значимых мер по сокращению производственных затрат при возделывании бахчевых культур особая роль отводится механизации.
Растения бахчевых, как и плоды, существенно отличаются от других с.-х. культур. Широко развитая корневая система, лианообразные, стелющиеся плети, существенная масса плодов и в то же время их легкое повреждение, сложность в получении семенного материала, требует создания специфических рабочих органов и самих машин.
В Волгоградской ГСХА создана лаборатория механизации бахчеводства под руководством д-ра с.-х. наук профессора А.Н. Цепляева, которая разрабатывает и совершенствует комплекс машин по возделыванию, уборке и переработке бахчевых культур.
Какие же задачи поставлены перед лабораторией и как они решаются?
Посев. Он ориентирован в первую очередь на богару. Известно, что успешное прорастание семян бахчевых после посева может быть при температуре почвы не менее 10-12° С. Почва достигает такой температуры в первую декаду мая. К этому времени верхний слой почвы на глубину 2-3 см сильно иссушается и влажность в нем не превышает 8-9 %. Естественно, заделка семян бахчевых должна проводиться на большую глубину. Кроме того, сошники отечественных и зарубежных сеялок перемешивают влажную почву с сухой. Все это, безусловно, снижает всхожесть, ухудшает прорастание семян и, как следствие, приводит к увеличению их расхода, неравномерности появления всходов, снижению урожайности.
Высевающие аппараты отечественных сеялок также не приспособлены к точному высеву семян бахчевых.
Поэтому сотрудниками лаборатории механизации бахчеводства разработана сеялка, позволяющая равномерно распределять семена бахчевых в рядке с укладкой их во влажный слой почвы и мульчированием сверху сухим слоем. Посев такой сеялкой может проводиться как пунктирным, так и линейно-гнездовым способом.
Для весны в Нижнем Поволжье характерны песчаные бури, а в середине мая могут быть заморозки, поэтому возникает необходимость в проведении подсева после уничтожения части всходов. С целью исключения дополнительных затрат разработана технология многоуровневого посева семян, а для его проведения сконструирована посевная секция.
Получение ранней продукции бахчеводства гарантирует высокую прибыль, повышает пищевой ассортимент, разнообразит деликатесные блюда. Однако раннюю продукцию можно получить не только используя соответствующие ранние сорта, но и проводя посев проросшими семенами.
Технология посева таких семян предусматривает их набухание в воде в течение 40-48 часов, после этого семена просушиваются либо с использованием принудительного вентилирования, либо в естественных условиях, а далее производится посев обычными сеялками. Нами разработан высевающий аппарат для посева проросших семян при их непосредственном вычерпывании из воды ложечковым высевающим аппаратом. Такой аппарат исключает повреждение проростков семян, а при посеве существенно снижает их расход.
Уход. Наиболее трудоемкой операцией при возделывании бахчевых культур остается уход за посевами. Специалисты-бахчеводы представляют, насколько сложен процесс не только междурядной обработки, но и особенно прополки растений в рядках. При развитой корневой системе рабочие органы повреждают их, следовательно, малую защитную зону сделать невозможно. Поэтому для посевов, полученных пунктирным способом, предлагается комбинированная обработка: механическим путем - междурядья в сочетании с подачей гербицидов в рядок. Линейно-гнездовой посев позволяет использовать специально сконструированные прополочные агрегаты с подачей гербицидов в гнездо, что существенно снижает затраты труда и позволяет возделывать большие площади под бахчевые.
Первая культивация проводится при появлении всходов и развитии первого настоящего листа. Защитная зона устанавливается минимальной, что позволяет снизить затраты ручного труда на прополку и рыхление почвы в рядах. Вторая обработка в фазе четырех-пяти листьев, третья и четвертая - по мере отрастания сорняков и уплотнения почвы.
При первой и второй культивациях почву рыхлят на глубину 12-15 см, чтобы создать наиболее благоприятные условия для развития корневой системы, третьей и четвертой - на 8-10 см, чтобы меньше повреждать корни растений. Кроме того, при последних обработках желательна разноглубинная установка лап - ближе к растениям более мелкая, в середине междурядий - самая глубокая. Для выполнения этой операции используют культиваторы-растениепита-тели общего назначения КРК-5,6 с соответствующей расстановкой рабочих органов и бахчевой культиватор КНБ-5,4.
Две последние обработки приходятся на период, когда плети, разрастаясь, затрудняют проход трактора. Поэтому перед культивацией плети необходимо сместить на ряд, а после обработки разложить на междурядье, что уменьшает взаимное затенение растений, улучшает их фотосинтетическую деятельность, снижает испарение влаги из почвы. Эту работу надо проводить в кратчайший срок, так как плети быстро переплетаются, а при раскладке могут повреждаться и приостанавливать рост.
Для механизации этого процесса разработана серия плетеукладчиков с рабочими органами пассивного и активного типов. Наиболее перспективным из них является плетеукладчик роторного типа, позволяющий укладывать и раскладывать плети после обработки посевов.
Рабочий орган данного орудия состоит из горизонтальных лучей, соединенных полуосями с вертикальной поворотной втулкой. Лучи, на которых установлены
пальцы, жестко соединены с роликами. Направляющая дорожка имеет рабочий участок. Весь рабочий орган монтируется на вертикальной оси, с помощью которой он крепится к грядилю. В транспортное положение орудие переводится гидравлически. Во время работы трактор с навешенным орудием движется так, чтобы вертикальные оси располагались над серединой междурядий. Движение от опорноприводных колес передается с помощью клиноременной передачи на шкивы и втулку, вместе с которой вращаются вокруг вертикальной оси пальцевые лучи. Ролики при этом перекатываются по направляющей дорожке. Когда они движутся по ее рабочему участку, пальцы занимают вертикальное положение и, захватывая плети, перемещают их.
Предлагаемая технология позволяет не только механизировать операции, но и повысить качество обработки посевов в рядах. Для этого культиватор дополнительно оборудуют прополочными секциями, которые изготавливаются из секций культиватора-растениепитателя. Копирующее колесо устанавливают на удлинителе сбоку секции. С другой стороны грядиля крепится в подшипниках вертикальная поворотная стойка с полольной лапой, изготовленной из односторонней лапы-бритвы. В рабочем положении лезвие лапы устанавливают под углом 40-45° к оси ряда. С помощью гидравлики можно поворачивать лапы на определенный угол. Возвращают их в прежнее положение пружины, которые, кроме этого, компенсируют разность усилий, возникающих на передних и задних концах лап.
При культивации тракторист направляет агрегат так, чтобы полольная лапа обрабатывала всю защитную зону. При подходе ее к растению рабочий рукояткой крана управления включает в работу гидроцилиндр. Его шток передает движение через вал общего привода поворотной стойке секции, и лапа, поворачиваясь в сторону, противоположную направлению движения агрегата, пропускает растение. Затем она возвращается в исходное положение.
Уборка. Из-за трудоемкости процесса особое внимание уделяется машинам для уборки плодов бахчевых культур. Сложность уборки состоит в том, что необходимо создать рабочие органы, способные при малых динамических нагрузках обеспечивать сбор плодов, имеющих большую массу, существенно различающихся по размерам. При возделывании арбузов возникает необходимость в проведении выборочного сбора. Сложность здесь в том, что машине необходимо убрать только спелый арбуз. При таком сборе за основной отличительный признак чаще всего принимают размер плода. Положение усугубляется еще и тем, что после прохода машины вегетативная масса растений не должна повреждаться. Это позволит продолжать развиваться плодам второго сбора.
Поэтому попытки создания рабочего органа для выборочного сбора остались на уровне экспериментов. В практике использовались машины, механизирующие вынос плодов с поля и укладки их в валки. Для этой цели применялись различные широкозахватные транспортеры, а наибольшее распространение получили навесные наклонные лотки.
При сплошном сборе арбузов и тыквы имеются некоторые сложности, но этот процесс все же проще от выборочного. При его выполнении нет необходимости в разделении плодов и сохранении вегетативной массы.
Сплошной сбор по уже сложившейся технологии выполняется в два этапа. Проводится машинная укладка плодов в валок, а затем подбор и погрузка в транспортные средства.
Для укладки плодов в валки при сплошной уборке арбузов и тыкв применяют специальные машины - валкообразователи.
Агрегат для формирования валка из плодов бахчевых культур состоит из трактора, на навесной системе которого установлена угловая рама валкообразователя, с шарнирно закрепленными на ней секциями плодосдвигающих рабочих органов, выполненных в виде косопоставленных к направлению движения направляющих планок. Они смонтированы на раме с помощью параллелограммных навесок и опираются на поверхность земли копирующими колесами. К раме с помощью поводков закреплены плетеотрывные катки. Направляющие планки присоединены к поводкам параллелограммной навески с помощью шарниров. Передняя часть плодосдвигающей планки опирается на пружинный амортизатор.
Валкообразователь работает следующим образом. При движении по полю плоды, находящиеся на линии перемещения опорно-приводных колес трактора сдвигаются планками и направляются между колесами трактора. При встрече плодов с направляющими планками возникает ударный импульс, который сжимает пружину амортизатора. При этом планка отклоняется назад, что снижает величину ударного импульса и уменьшает травмирование плодов. Возвратное действие пружины амортизатора способствует перекатыванию плода в валок, а эластичное покрытие планки снижает травмирование плодов. Захват и перемещение плетей в валок предотвращается плетеотрывными катками.
На сегодня для отрасли бахчеводства создано самое большое количество подборщиков. Это машины с рабочими органами винтового, транспортерного, накалывающего и других типов и приводами от взаимодействия обода с почвой, от ВОМ трактора, гидромоторов.
Большая часть из них вполне работоспособна и при наличии соответствующей документации может быть изготовлена и внедрена в производство. Наиболее работоспособным, на наш взгляд, является подборщик транспортерного типа. В его основу положен двухцепной транспортер в виде параллелограмма с внутренними карманами для плодов.
В последние годы большое внимание уделяется получению семян бахчевых. Особенно ценятся семена тыквы. Это прекрасное сырье для получения масла и другой продукции. Хорошие результаты имеют животноводы от внедрения в рацион животных разнообразных видов кормов из тыквы. Пищевая промышленность заинтересована в получении очищенной от корки и семян тыквы с целью производства купожированных соков, цукатов и других деликатесов из бахчевых культур.
В связи с этим, в лаборатории проводится большая работа по созданию всевозможных перерабатывающих устройств. Наиболее значимыми можно считать исследования по получению семян из плодов бахчевых с использованием выделителей щеточного, транспортерного, палерного и гидромеханического типов.
При получении пищевой продукции кора бахчевых придает горьковатый вкус и поэтому ее необходимо удалять. Агрегат для снятия коры разработан и прошел производственную проверку.
Указанные машины, как и их рабочие органы, не имеют аналогов в мировой практике, что подтверждается 137 авторскими свидетельствами и патентами на изобретение.
Внедрение комплекса машин позволяет в 5-6 раз повысить производительность труда, снизить трудоемкость и энергозатраты.
