CC BY
3УДК 631.354:631.819
ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИ УБОРКЕ КОРИАНДРА, ФЕНХЕЛЯ И СЕМЕННИКОВ ЛАВАНДЫ УСТРОЙСТВ ОЧЕСЫВАЮЩЕГО ТИПА
Шабанов Н.П., кандидат технических наук, доцент;
Высоцкая Н.Д., кандидат технических наук, доцент,
Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского».
THE PROSPECTS OF USING COMBING DEVICES WHEN HARVESTING CORIANDER, FENNEL AND LAVENDER TESTES
Shabanov N.P., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Vysotskaya N. D., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, "Institute of Agrotechnological academy" of the FSAEI of HE "KFU named after V.I. Vernadsky ".
В статье представлены нере- The article presents unresolved
шенные вопросы, связанные с уборкой issues related to the harvesting of the
наиболее распространенных в Крыму most common essential oil crops in the
и на юге России эфиромасличных куль- Crimea and southern Russia (coriander,
тур (кориандра, фенхеля и лаванды), а fennel and lavender), as well as the
также решение этих вопросов через solution of these issues through the use
использование для их уборки способа of a method for their harvesting - plant
- очёса растений на корню, позволя- lint on the vine, which allows to improve
ющего повысить качество уборки и the quality of harvesting and reduce
снизить энергозатраты. energy costs.
Ключевые слова: кориандр, фен- Keywords: coriander, fennel,
хель, лаванда, семена, очёс, потери, lavender, seeds, noil, losses, crushing,
дробление, производительность. productivity
Введение. Одним из стратегических направлений развития агропромышленного комплекса в Республике Крым является производство эфиромасличных культур. На полуострове производятся эфирные масла лаванды, розы, шалфея, мяты, кориандра, фенхеля и других культур. Разработаны технологии и комплексы машин для их интенсивного производства. Для нестандартных условий работы (горные склоны) созданы специальные машины. Тем не менее, самым узким местом при возделывании остаётся уборка и машины, обеспечивающие её.
Наиболее значимыми и распространенными эфиромасличными культурами в Крыму являются: кориандр, фенхель и лаванда. Уборку кориандра и фенхеля производят серийными зерноуборочными комбайнами, которые при работе на этих культурах допускают большие потери (свыше 5%) и значитель-
101
ное дробление плодов (семян), которое нередко доходит до 14...20%. Качество полученного сырья очень низкое, так как из расколотых и дробленных плодов улетучивается свыше 50% эфирного масла. Что касается лаванды, то самым нерешенным вопросом при её производстве является уборка её семенных участков (машины для выполнения этой операции отсутствуют).
Научная гипотеза. Применение способа уборки - очёса на корню на машинах для уборки эфиромасличных культур даст значительный положительный эффект, так как применение его на других культурах существенно снижает энергозатраты, повышает производительность и качество процесса сбора урожая [1-5].
Цель исследования. Расширить рамки внедрения в производство нового способа уборки - очёса растений на корню. Оценить эффективность применения очесывающих устройств на уборке наиболее распространенных и востребованных в Республике Крым эфиромасличных культур.
Задачи исследования:
1. Определить эфиромасличные культуры физико-механические свойства которых позволяют производить их уборку очёсом растений на корню.
2. Дать предварительную оценку эффективности уборки эфиромасличных культур устройствами очесывающего типа.
Материал и методики исследований. Для исследования использовались регламентированные методы испытаний зерноуборочных комбайнов, а также положения ГОСТ 28301-2015 (методы испытаний).
При подборе новых рабочих органов, позволяющих повысить эффективность и качество уборки данных культур, были изучены физико-механические свойства этих растений, в особенности характеристики их стеблей и семян. Результаты исследований показали, что рабочие органы очесывающего типа можно использовать при сборе семян кориандра, фенхеля и лаванды. Этот тип рабочих органов используется при обмолоте растений на корню. Данный способ уборки проходит стадии внедрения в России, Украине, Белоруссии и странах запада: США, Англии, Канады и других. Его успешно применяют при возделывании зерновых, крупяных, лекарственных культур, а также семенников трав.
Результаты и обсуждение. Первые исследования проводились на кориандре (самые большие площади посева в России). Для обмолота на корню производственных участков кориандра (с. Сокологорное, Запорожская область) использовалось энергосредство КПС-5Г, на которое навешивались двухбарабанная пятиметровая жатка - очесыватель с наклонной камерой и пневмотранспортер (рисунок 1). Энергосредство агрегатировалось с прицепной тележной, в которую подавался от жатки очесанный зерновой ворох.
Агрофон был следующий: междурядье - 15 см; сорт Янтарь, стеблестой прямостоячий без полеглости; на 1м2 - 216 растений; урожайность - 16 ц/га; отношение массы зерна к массе соломы при высоте среза 15 см - 1:2; при очёсывании кориандра его спелость составляла 74 % (на 4 дня вышли в поле раньше серийных комбайнов), а при работе зерновых комбайнов - 95%, средняя
102
высота растения - 71 см; высота расположения семян 35.85 см, при этом в зоне от 55 до 85 см располагалось более 90% семян кориандра; масса 1000 семян - 4,07г; статическое усилие отрыва центрального зонтика 2.45 Н; усилие теребления стебля из почвы - 3.72 Н (таблица 1). Влажность зерна и соломы в течении уборки постепенно снижалось соответственно с 30 до 10% и с 60 до 35%. Самоосыпание в начале уборки находилось на уровне 0,1...0,15 ц/га, к концу - на двенадцатый день - 0,5.0,6 ц/га.
А- 4л> '¥'■■'
— ■ у)Ш> ШШШкшя
Рисунок 1. Установка для уборки кориандра очесом на корню
Скорость экспериментальной установки изменялась от 0,40 до 1,66 м/с, при этом частота вращения барабанов жатки - очесывателя была постоянной - 400 об/мин.
Таблица 1. Статистические характеристики кориандра на корню.
Показатели Среднее арифметическое, Среднеква-дратическое отклонение, см Погрешность опыта, % Коэффициент вариации, %
см
Высота растений 71,0 13,4 2,0 8,9
Высота
выпрямленных 88,0 15,2 1,7 9,3
растений
Высота
расположения 51,4 14,2 2,7 7,5
нижних плодов
Высота нижних
плодов, (растение выпрямлено) 62,9 13,6 2,1 8,6
103
Были получены следующие результаты. Потери зерна составили 1,4...6,7 % (допускается 4%), из них осыпью 1,1.4,0%, неочесом - 0.3,7%. С увеличением поступательной скорости установки потери зерна незначительно уменьшились, а дробление возрастало, но не выходило за интервал 1,4.6,1%, допускается - 10% (рисунок 2).
14
О 12
10
о.
я Л 5
<43 6
о.
л Л
X С2_ о> 2
О 1= 0
г? 18Т
та
V ^ 16
X о 12
о ас го
«и 8
— 6
4> X X 4
^ ю 2. с! 2 0
- Серийный комбайн на прямом комбайнированин
| | Серииньш комбайн на раздельном комбаннировании
Экспериментальный агрегат при очесе на корню
Рисунок 2. Потери и дробление зерна кориандра за агрегатами при разных
способах уборки
Фракционный состав очесанного вороха по массе составил: свободного зерна 30.50%, зерна в необмолоченных зонтиках 5,7.10% и соломистых примесей 40.63%. Зерновая часть вороха состояла из 79.87% свободного зерна и 12,6.20,6% зерна в необмолоченных зонтиках. Ворох требовал доработки на стационарном пункте, домолота зонтиков и отделения свободного зерна.
Серийные комбайны при поступательной скорости 0,79.1,0 м/с на рабочем участке допускали потери на прямом комбайнировании 5,8% и на раздельном 10,8% (рисунок 2). Дробление бункерного зерна на прямом и раздельном комбайнировании составляло соответственно 16,3% и 12,3% (рисунок 2), а чистота массы в бункерной зоне находилась в пределах 83,9.87,7%. Производительность при этом была в 1,3.1,4 раза ниже, чем у агрегата с экспериментальной жаткой - очёсывателем.
Второй культурой для исследования применения очёса был фенхель. На уборке фенхеля в с. Тургеневка, Бахчисарайского района, Республики Крым жатку - очесыватель навешивали на зерноуборочный комбайн (рисунок 3).
104
Культура характеризовалась следующим: сорт Черновицкая популяция, междурядье - 60 см, урожайность - 6,3 ц/га, средняя длина растений - 151 см, густота стеблестоя - 42 шт/м2, засоренность культуры 15%, влажность семян 14%, соломы - 25%, отношение массы зерна к массе соломы 1:2,5; полеглость - 7.11%, масса 1000 семян - 12г, самоосыпание 2,5%.
Рисунок 3. Комбайн для уборки фенхеля очесом на корню
В результате исследования очёсывающей установки на уборке фенхеля общие потери за агрегатом составили 7,0.12,5%, из них за молотилкой комбайна - 0,3.2,5%, а за очесывающим устройством 6,8.9,8% (очень высокий стеблестой и большой разброс расположения семян по высоте). При этом за очесывающим устройством потери осыпью составили 5,0.6,8%, а неочесом 1,1.3,2%. Дробление семян в бункере не превышало 1,5.3,5%.
При работе серийного агрегата качественные показатели (потери и дробление семян) оставались практически на том же уровне, что и при работе комбайна с жаткой-очесывателем. Что касается производительности серийного комбайна, то она снизилась по сравнению с очёсом в два раза - у экспериментального агрегата она составила 15 га, а у серийного не превышала 7,0 га за смену. Причина такой разницы - неспособность серийной жатки охватить на скорости высокое, легко осыпаемое растение и производить быстрый срез. В связи с чем, рабочая скорость серийной машины не превышала 4.5 км/ч, а экспериментальной - 9 км/ч (это максимально возможная рабочая скорость для серийного комбайна).
Повышенная производительность экспериментального агрегата способствовала снижению удельного расхода топлива до 10,3 кг/га по сравнению с серийным - 14,5 кг/га.
Для третьего этапа исследований были выбраны семенники лаванды. Исследования по сбору семян лаванды проводилось в поселке Крымская Роза, Бе-логорского района Республики Крым. Традиционный способ сбора семян - это ручной срез стеблей с формированием снопов, которые также в ручном режиме
105
дорабатываются на стационарной молотилке и решётах.
Для исследования механизации процесса сбора семенников лаванды использовалось экспериментальное прицепное очесывающее устройство шириной захвата 1,5 м (рисунок 4) в агрегате с трактором МТЗ-80.
Рисунок 4. Установка для очёса семенников лаванды
Полученный после очеса семенников лаванды семенной ворох (семена меньше 1мм) имел по массе семян незначительную чистоту - 7.12% и требовал доработки на ветро-решетной машине. Тем не менее, предложенный способ исключил ручной труд при сборе урожая и необходимость вымолачивать семена в стационарных условиях, что в совокупности значительно снизило общую трудоемкость процесса уборки.
Качество полученных при очесе семян получили одобрение семеноводов и селекционеров научного центра.
Выводы. Применение очёса на корню эфиромасличных культур кориандре и фенхеле показало, что по сравнению с традиционными способами уборки он позволяет без снижения качества получаемых семян (наблюдалось снижение их дробления), значительно увеличить производительность полевых машин (более чем на 30.40%) и снизить на 25.30% расход топлива.
Предложенный способ является рабочим и достаточно эффективным для уборки семенников лаванды, но для получения в уборочной машине законченного цикла (чистого семенного материала) в технологическую схему агрегата необходимо добавить решетную очистку и домолачивающие рабочие органы.
Проведенные исследования показали, что устройства очесывающего типа эффективны и достаточно универсальны в том числе при использовании в уборочном процессе культур, возделываемых в эфиромасличной отрасли.
Для дальнейшего внедрения способа уборки очёса растений на корню необходимо: продолжить работы над оптимизацией технологий, разработать более совершенные рабочие органы и расширить возможности очёса растений для других культур.
106
Список использованных источников:
1. Шабанов Н.П. // Способ уборки для энергосберегающих технологий по возделыванию зерновых культур / Сборник тезисов участников - Симферополь : ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского». 2017. с. 98-99.
2. Шабанов Н.П., Ена В.Д. // Переход от существующих способов уборки зерновых культур к обмолоту растений на корню / Сборник тезисов участников - Симферополь : ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского». 2015. с. 67-69.
3. Шабанов П.А., Шабанов Н.П. Машков А.М. Современный уровень развития способа уборки зерновых культур на корню // Сборник научных трудов Таврической государственной агротехнической академии. - Мелитополь, 2003. - 237 с.
4. Шабанов П.А., Шабанов Н.П., Машков А.М., Емельянов Г.О. Совершенствование рабочих органов очесывающего устройства для обмолота зерновых культур на корню // Труды Таврической государственной агротехнической академии. - Вып. 1, т. 22. - Мелитополь : ТДАТА. 2001. с. 52-56.
5. Шабанов П.А., Шабанов Н.П. Машков А.М, Дубинин В.И. Обмолот на корню перспективный способ уборки зерновых культур // Научные труды Крымского сельскохозяйственного института. - Симферополь. 1996. с 147-153.
References:
1. Shabanov N.P. // Harvesting method for energy-saving technologies for the cultivation of grain crops / Collection of abstracts of participants - Simferopol : FGAOU VO "Crimean Federal University. IN AND. Vernadsky". 2017. p. 98-99.
2. Shabanov N.P., Ena V.D. // Transition from existing methods of harvesting grain crops to threshing plants on the vine / Collection of abstracts of participants - Simferopol IN AND. Vernadsky". 2015. p. 67-69.
3. Shabanov P.A., Shabanov N.P. Mashkov A.M. The modern level of development of the method of harvesting grain crops in the vine // Collection of scientific works of the Taurida State Agrotechnical Academy. - Melitopol, 2003. - 237 p.
4. Shabanov P.A., Shabanov N.P., Mashkov A.M., Emelyanov G.O. Improving the working bodies of the stripping device for threshing grain crops in the vine // Proceedings of the Tauride State Agrotechnical Academy. -Issue. 1, v. 22. - Melitopol: TIDA. 2001. p. 52-56.
5. Shabanov P.A., Shabanov N.P. Mashkov A.M., Dubinin V.I. Threshing on the vine is a promising way of harvesting grain crops // Scientific works of the Crimean Agricultural Institute. -Simferopol. 1996. pp. 147-153.
107
Сведения об авторах:
Шабанов Николай Петрович -кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технические системы в агробизнесе Института «Агро-технологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail: [email protected], 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Высоцкая Наталия Дмитриевна - кандидат технических наук, доцент кафедры общетехнических дисциплин Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail: natali.v-v@ mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Information about the authors:
Shabanov Nikolai Petrovich -Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technical Systems in Agribusiness of the Institute "Agrotechnological Academy" FGAOU HE "KFU named after V.I. Vernadsky", e-mail: [email protected], Institute "Agrotechnological Academy" of the FSAEI HE "V.I. Ver-nadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Vysotskaya Nataliya Dmitrievna - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of General Technical Disciplines of the Institute "Agrotechnological Academy" FGAOU HE "KFU named after V.I. Vernadsky, e-mail: [email protected], Institute "Agrotechnological Academy" of the FSAEI HE "V.I. Ver-nadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
108
