ПОТЕРИ ЗЕРНА ПРИ КОМБАЙНОВОЙ УБОРКЕ ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

УДК 631.316.578.3

ПОТЕРИ ЗЕРНА ПРИ

КОМБАЙНОВОЙ УБОРКЕ ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ

Беренштейн И. Б., доктор технических наук, професор; Высоцкая Н. Д., кандидат технических наук, доцент; Адамень В. А., магистрант; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»

Представлены результаты опытов по определению: потерь зерна -технологических и от самоосыпания, на уборке ячменя и пшеницы по традиционной технологии - с высотой стерни 5-7 см и при срезании и обмолоте колосьев с высотой стерни 25-30 см (I фаза) с послеуборочной утилизацией соломы (II фаза). Применение двухфазной технологии позволяет увеличить производительность комбайна в 1,5-1,6раза, сократить продолжительность уборки урожая и потери от самоосыпания зерна, но при урожайности зерна свыше 40 ц/га возрастают технологические потери из-за недостаточной производительности системы решетной очистки комбайна. При таких условиях очистку и сортировку зерна следует выполнять на току зерноочистительными машинами с электроприводом.

Ключевые слова: комбайн, технология, потери, зерно, самоосыпание, очистка, производительность.

GRAIN LOSSES AT WHEEL AND BARLEY COMBINE ASSEMBLY

Berenstein I. B., Doctor of Technical Sciences;

Vysotskaya N. D., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Adamen V. A., Master Student; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»

The results of experiments to determine: grain losses - technological andfrom self-shedding, on the harvesting of barley and wheat by traditional technology - with a stubble height of 5-7 cm and when cutting and threshing ears with stubble height of 25-30 cm (1st phase) with post-harvest utilization straw (II phase) are presented. The use of two-phase technology allows to increase the productivity of the combine by 1,5-1,6 times, shorten the harvesting time and losses from self-shedding of grain, but with a grain yield of over 40centners/hectare, technological losses increase due to insufficient productivity of the harvester screening system. Under such conditions, the cleaning and sorting of the grain should be performed on the current by grain cleaning machines with an electric drive.

Keywords: combine harvester, technology, losses, grain, self-shedding, clearing, productivity.

82

Введение. Потери зерна в процессе уборки колосовых культур являются важным фактором при определении эффективности сбора урожая. Потери урожайности зерна озимой мягкой пшеницы от перестоя на корню и ухудшения его качества изучали Сухарев А. А. и Игнатьева Н. Г. [5]. Авторы отмечают, что ухудшение качества зерна пшеницы связано с уменьшением содержания белка и клейковины, также показателя качества клейковины. Эти характеристики влияют на класс зерновой культуры и ее закупочную стоимость, различия которых могут составлять 40 % и более. Потери урожайности от перестоя на корню выражаются в виде уменьшения веса тысячи зерен и натуры и самоосыпания зерна. Авторы установили, что десятидневный перестой на корню приводит к потери 5 % урожая, а пятнадцатидневный - к 10 %. Потери зерна от самоосыпания за пределами полной технической спелости при десятидневном перестое на корню составляют 5 % от исходного урожая, а пятнадцатидневном -9 %. Общие потери исходного урожая при десятидневном и пятнадцатидневном перестое на корню составляют 10 % и 19 % соответственно [5].

В Крыму уборка урожая ячменя и пшеницы длится более месяца. Данные по потерям зерна в процессе уборки в условиях Крыма в литературе отсутствуют. Можно предположить, что потери к концу срока уборки будут составлять не менее 10 % урожая. Для обоснования новых технологий уборки, направленных на сокращения продолжительности уборочных работ за счет увеличения производительности зерноуборочных комбайнов нами была проведена работа по определению технологических потерь за жаткой и молотилкой и потерь от самоосыпания зерна в период сбора урожая озимого ячменя и пшеницы. В хозяйстве «Борис-Агро» уборка была проведена всего за 6-7 дней.

Для определения потерь при более длительной продолжительности уборки следует провести дополнительные (специальные) исследования.

Материал и методы исследований. Опыты проводились при традиционной технологии комбайновой уборки, с высотой стерни - 5-7 см и при технологии скашивания и обмолота колосьев с высотой стерни 25-30 см.

Цель исследования - установить влияние продолжительности сбора урожая ячменя и пшеницы на потери зерна: технологические при работе комбайна и от самоосыпания.

Задачи исследования. 1. Определить технологические потери комбайна, в зависимости от рабочей скорости комбайна и продолжительности уборки урожая.

2. Определить потери от самоосыпания зерна пшеницы и ячменя в зависимости от продолжительности уборки.

Опыты проводились на полях ООО «Борис-Агро» в отделениях: Зерновое Красногвардейского и Луганское Джанкойского районов Республики Крым, с 25.06 по 14.07.2017 года.

В уборке пшеницы и ячменя участвовали 5 зерноуборочных комбайнов фирмы Клаас (Германия): Доминатор 108 (комбайн Кушнир В.), Мега-208 (Са-лыга Г.); Мега 360 (Унпатов А.С.), Лексион 450 (Марков Е.) и Лексион 460 (Хмелюк В.). Все комбайнеры имеют стаж работы на комбайне больше 20 лет.

83

Методика исследования. Потери зерна: технологические и от самоосыпания зерна на каждом участке и сорте определялись в день уборки за комбайном в трехкратной повторности по общепринятой методике [2; 3].

При одновременной работе на участке поля и сорте зерна нескольких комбайнов (2-4) при расчете потерь на каждом участке поля средние значения технологических потерь, из трех повторностей за каждым комбайном, суммировались, и определялось среднее значение технологических потерь на участке (сорте зерна). К среднему значению технологических потерь прибавлялись потери от самоосыпания зерна за день уборки. Вычисляли суммарные потери в процентах к урожайности на участке поля.

Результаты и обсуждение. Опыты проводились в отделении «Зерновое» на уборке озимого ячменя в агротехнические сроки, в период с 25 июня по 1 июля (7 дней) на сортах: Зимовый (урожайность 30,1 ц/га); Кариока (34,7 ц/га 37,8 ц/га), Кузен РС-1 (53 ц/га - 56,8 ц/га), Достойный (35 ц/га): натура - 618 -667 г/л; влажность зерна - 8,2-13%. Результаты показаны в таблице 1.

Таблица 1. Потери на уборке озимого ячменя с высотой стерни 5-7 см в

ООО «Борис-Агро», отделение «Зерновое»

Дата День уборки Участок Сорт Урожайность, ц/га Натура, г/л Влажность зерна, % Потери зерна, % Примечание

Само-осыпание, % Технологические потери, % Всего потерь, %

24.06 1 55 Зимовый 30,1 627 12,5 0,11 2,8 2,90

25.06 2 55 Зимовый 30,1 622 13,0 0,27 2,9 2,96

27.06 3 55 Зимовый 30,1 622 9,6 0,50 2,9 3,4 после дождя

29.06 5 55 Зимовый 30,1 638 9,1 0,46 2,8 3,26

30.06 6 55 Зимовый 30,1 638 9,1 0,50 3,0 3,5

1.07 7 36 Зимовый 33,3 623 10,2 0,53 3,1 3,6

25.06 1 уч. Ф8 Кариока 37,8 647 13,8 0,17 1,5 1,65

1.07 5 уч. Ф8 Кариока 37,8 660 9,5 0,40 2,4 2,8

25.06 1 Ф4 Кариока 34,7 631 12,0 0,30 2,2 2,5

1.07 5 Ф4 Кариока 34,7 660 9,5 0,58 2,9 3,6

27.06 1 55 Кузен 53,0 667 12,8 0,2 1,8 2,0

27.06 1 56 Кузен 56,8 663 11,4 0,2 1,5 1,7

29.06 1 5 Достойный 35,0 645 9,8 0,4 1,4 2,2

Анализ данных таблицы 1 показывает увеличение технологических потерь (жатка + молотилка) при уборке ячменя сортов: Зимовый, Кариока в отделении «Зерновое» (комбайн Лексион 450) - с 1,9 % в первый день уборки до 2,4 % на шестой день уборки. В среднем за 6 дней уборки ячменя технологические потери составили 2,27 % в день. Потери от самоосыпания зерна увеличивались от 0,27 % во второй день уборки до 0,5 % на шестой день, среднее значение 0,23 - 0,25 % урожая в день.

84

Сумма технологических потерь и потерь от самоосыпания зерна составляет - 2,75 % урожая в день. Потери зерна от самоосыпания в процессе уборки в значительной мере зависели от сорта ячменя и почвенных условий. Так, например, на участке 55 потери сорта Зимовый и Кариока от самоосыпания - 0,23% в день, а на участке Фрегат 4 - 0,55 % в день.

Таблица 2. Потери зерна пшеницы на уборке урожая по традиционной технологии с высотой стерни 5-7 см в ООО «Борис-Агро» отделение Зерновое 2017 г.

Дата День уборки Участок Сорт Урожайность, ц/га Натура, г/л Влажность зерна, % Потери технологические

Самоосыпание, % Комбайн жатка + молотилка Всего потерь %

% примечание

8.07 1 5 Эвклид 26,8 802 13,4 0,40 1,70 2,1

9.07 2 5 Эвклид 26,8 802 13,4 0,40 2,05 2,45

10.07 3 5 Эвклид 26,8 802 13,4 0,40 2,6 3,0

8.07 1 57 Гавань 34,5 782 12,7 0,20 2,1 2,3

12.07 4 58 Гавань 34,5 790 12,6 0,48 2,8 3,2

8.07 1 36 Степн. янтарь 34,6 801 12,7 0,29 2,5 2,9

12.07 4 56 Степн. янтарь 60,0 810 11,0 0,36 2,7 3,06

9.07 1 Ф15 Херсонс. безостая 43,2 830 13,1 0,23 1,5 1,8

9.07 1 Ф6 Херсонс. безостая 60,3 830 13,1 0,27 1,7 2,0

11.07 3 15 Херсонс. безостая 23,8 830 13,1 0,55 3,66 после дождя 4,2

3 12 Херсонс. безостая 33,9 821 12,6 0,47 2,9 3,4

12.07 4 56 Херсонс. безостая 60,0 835 12,6 0,46 1,6 2,96

13.07 5 56 Херсонс. безостая 60,0 835 13,1 0,46 1,5 2,85

8.07 1 58 Аскет 33,8 792 12,7 0,27 2,5 2,8

11.07 4 16 Аскет 26,4 779 13,8 0,56 3,6 4,2

12.07 4 58 Аскет 33,8 792 12,7 0,47 3,0 3,5

5 58 Аскет 33,8 792 12,7 0,67 2,9 3,5

13.07 1 56 Куяльник 46,1 830 13,1 0,28 2,2 2,5

Анализ материалов таблицы 2 свидетельствует, что за 5 дней уборки урожая пшеницы сорта Херсонская безостая потери от самоосыпания зерна увеличились от 0,2 % до 0,47 %, потери технологические не превышали допустимых 2%, и только после дождя (11 июля) возросли до 2,9-3,6 %.

Уборка сорта Эвклид длилась два дня и потери от самоосыпаемости составляли 0,4 % в день. Технологические потери увеличились от 1,7 в первый день, до 2,6 % во второй.

85

Сорт Гавань убирали два дня 8 июля и 12 июля, за четыре дня осыпаемость возросла с 0,2 % до 0,4 %, а технологические потери увеличились с 2,1 до 2,8 %, что на 0,8 % выше допустимых.

Уборка сорта Аскет продолжалась с разрывом в сроках с 8 по 12 июля. Можно отметить, что если в первый день уборки самоосыпаемость составляла 0,27 % урожая, то на четвертый день увеличилась до 0,56 %, а на пятый день до 0,67 %.

Технологические потери возросли с 2,5 до 3,6 %, что на 0,5-1,6 % выше допустимых. Полученные данные позволяют сделать вывод, что на всех рассматриваемых сортах пшеницы увеличение продолжительности уборки всего на 4-5 дней приводило в среднем к увеличению потерь от самоосыпания в 2 раза, а технологические потери возросли в 1,3 - 1,4 раза.

Потери от самоосыпания зерна ячменя и пшеницы определялись также в отделении Луганское Джанкойского района. Опыты проводили в период уборки урожая: ячменя (сорт Достойный) с 5 июля по 12 июля (урожайность -23,4 ц/га); пшеницы сорта Куяльник с 7.07.2017 г. по 14.07.2017 г. Урожайность пшеницы 31,4 ц/га. Результаты наблюдений показаны в таблице 3. Таблица 3. Потери от самоосыпания зерна ячменя и пшеницы в процессе уборки

урожая (отделение Луганское)

Дата День уборки Культура Сорт Урожайность, ц/га Потери самоосыпанием Примечание

г/м2 ц/га %

5.07.17 1 ячмень Достойный 23,4 Осыпания нет

7.07.17 3 ячмень Достойный 23,4 20,00 2,00 8,50 После дождя 6.07.2017 г.

10.07.17 5 ячмень Достойный 23,4 13,33 1,33 5,70

12.07.17 7 ячмень Достойный 23,4 2,67 0,27 1,11

Всего 36,00 3,50 15,31 В среднем 2,19 % в день

7.07.17 1 пшеница Куяльник 31,0 13,3 1,33 4,30 После дождя

10.07.17 2 пшеница Куяльник 31,0 5,33 0,53 1,70

12.07.17 3 пшеница Куяльник 31,0 1,33 0,13 0,42

Всего 19,96 1,99 6,42

В среднем - 0,8 % в день

Анализ данных потерь от самоосыпания показывает, что за 7 дней уборки ячменя самоосыпалось 15% урожая (3,5 ц/га) - в среднем 2,19 % в день. Особенно велики потери были после дождя - в среднем 0,50 ц/день. За 8 дней уборки пшеницы потери от самоосыпания - 6,42 %, в среднем 0,8 % в день (0,25 ц/день).

Опыты по определению технологических потерь при уборке и обмолоте колосьев пшеницы с высотой стерни 25-30 см проводили 14.07.2017 г. на участке поля № 56 отделения Зерновое комбайном Лексион 450, с жаткой шириной 7,5 м, комбайнер Е. Марков.

Сорт Куяльник: урожайность 46,0 ц/га; натура 807 г/л; влажность зерна 12,2 %; соотношение зерно/солома - 1:1,5. Рабочая скорость комбайна - 8 км/ч, производительность - 5,6 га/ч.

86

Рабочая скорость комбайна при работе с высотой стерни 5-7 см - 5 км/ч, часовая производительность 3,5 га/ч.

В сравнении с работой комбайна с высотой стерни 5-7 см, применение технологии уборки и обмолота колосьев (с высотой стерни 25-30 см) позволила увеличить рабочую скорость в 1,6 раза, а производительность на 42 %.

Увеличение скорости комбайна и уменьшение подачи соломы в молотилку привело к увеличению содержания зерна в хлебной массе и перегрузке системы решетной очистки комбайна.

При урожайности зерна пшеницы 46 ц/га и соотношении зерно/солома 1:1 при традиционной технологии уборки комбайна Акрос-550, с одного гектара пшеницы в молотилку поступит - 8 т/га хлебной массы. Рабочая скорость комбайна при такой урожайности 7,5 км/ч, часовая производительность - 4,18 га/ч.

При такой производительности подача хлебной массы - 9,3 кг/с, а подача зерна на верхнее решето комбайна - 4,64 кг/с, что обеспечивает загрузку очистки на 91 %.

При уборке колосьев пшеницы сорта Куяльник с оставлением стерни высотой 25-30 см на участке с высотой хлебостоя 65 см, и урожайностью 46 ц/га соотношение зерно к соломе 1:1; состав хлебной массы с 1 га составил зерна 4600 кг; соломы и половы - 2600 кг; всего 7200 кг (0,72 кг/м2).

Рабочая скорость комбайна при таком количестве хлебной массы - 8 км/ч, часовая производительность 5,6 га/ч, в том числе зерна 25760 кг/ч (7,15 кг/с).

При пропускной способности верхнего решета системы очистки комбайна 5,1 кг/с [4], перегрузка системы очистки привела к увеличению потерь зерна за молотилкой до 2,8 %, что недопустимо. Увеличить производительность системы очистки комбайна без серьезного изменения конструкции уборочной машины невозможно.

Поэтому, решение проблемы - перевод операций по очистке и сортировке зерна от комбайна в стационарные условия, на ток. Для этого необходимо применить технологию трехфазной уборки зерновых (колосовых) культур, при которой:

I фаза - срезание и обмолот колосьев комбайном, либо очес зерна очесывающей жаткой с обмолотом колосьев комбайном с погрузкой и перевозкой неочищенного мелкого вороха на ток.

II фаза - очистка и сортировка зерна на току на очистительных машинах с электроприводом.

III фаза - утилизация соломы.

Для определения технико-эксплуатационных и технико-экономических показателей трехфазной уборки требуется провести специальные исследования.

Выводы. 1. Технологические потери зерна (жатка + молотилка) при уборке озимого ячменя сортов: Зимовый, Кариока, Кузен увеличились за 6 дней уборочных работ с 1,9 % до 2,4 %. Потери от самоосыпания зерна увеличились от 0,27 % во второй день уборки до 0,5 % на шестой день сбора урожая.

Потери от самоосыпания ячменя сорта Достойный за 7 дней уборочных работ составили 15,31%, в среднем 2,19 % в день.

2. Технологические потери зерна пшеницы:

87

- сорта Эвклид за 3 дня уборки возросли с 1,7 до 2,6 %, самоосыпание зерна - 0,4 % в день:

- сорта Гавань за 4 дня сбора урожая возросли с 2,1 до 2,8 %, самоосыпание зерна увеличилось с 0,2 до 0,48 %:

- сорта Херсонская безостая за 3 дня соответственно с 1,5 до 3,66 %, самоосыпание с 0,23 до 0,55 % в день:

- сорта Аскет за 4 дня - с 2,5 до 3,6 %, самоосыпание с 0,27 до 0,67 % в день.

3. При применении технологии - срез колосьев, обмолот и очистка зерна комбайном, с оставлением стерни высотой 25-30 см, производительность комбайна увеличилась в 1,5 раза, но при урожайности зерна пшеницы более 40 ц/га технологические потери зерна превысили допустимые, из-за недостаточной производительности системы решетной очистки комбайна.

В таких условиях целесообразно очистку и сортировку зерна проводить на току зерноочистительными машинами с электроприводом.

Список использованных источников:

1. Беренштейн И. Б., Шабанов Н. П. Ресурсосберегающие технологии уборки зерновых (колосовых) культур // Известия сельскохозяйственной науки Таврида. - Вып. 10 (173). - Симферополь: ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского». - 2017. - С. 62-73.

2. ГОСТ 28301-2015. Комбайны зерноуборочные. Методы испытаний. -Москва: Стандартинформ, 2016. - 38 с.

3. ГОСТ 24055-2016. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. -Москва: Стандартинформ, 2017. - 23 с.

4. Максимов И. И. Практикум по сельскохозяйственным машинам: учеб. пособие для студентов вузов. СПб.: Лань, 2015. - 416 с.

5. Сухарев А. А., Игнатьева Н. Г. Влияние сроков и способов уборки на урожайность и качество зерна озимой мягкой пшеницы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.rusnauka.com/1 № 10 - 2014/ Aqricole/5154764.doc.htm.

References:

1. Berenstein I. B., Shabanov N. P. Resursosberegayuschie technology harvesting of grain (spiked) crops / / Transactions of Taurida Agricultural Science. - Is. 10 (173). - Simferopol: FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University». - 2017. - P. 62-73.

2. STST 28301-2015. Combine harvesters. Test methods. - Moscow: Standartinform, 2016. - 38 p.

3. STST 24055-2016. Agricultural engineering. Methods of operational and technological evaluation. - Moscow: Standartinform, 2017. - 23 p.

4. Maksimov I. I. Workshop on agricultural machines: a textbook for university students. SPb .: Lan, 2015. -416 p.

5. Sukharev A. A., Ignatyeva N. G. Influence of terms and methods of harvesting on yield and grain quality of winter soft wheat [Electronic resource]. -Access mode: http://www.rusnauka. com/1 10 - 2014 / Aqricole / 5154764. doc.htm.

88

Сведения об авторах:

Беренштейн Исаак Борисович -доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники АРК, Академик Крымской академии наук, профессор кафедры технических систем в агробизнесе Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского», е-mail: berenstein31@mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п.Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».

Высоцкая Наталия Дмитриевна -кандидат технических наук, доцент кафедры общетехнических дисциплин Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»,е-таЛ: natali.v-v@mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п.Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».

Адамень Владислав Анатольевич -магистрант Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: vlad. adamen.95@mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».

Information about the authors:

Berenstein Isaak Borisovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, honored worker of science and technology of ARC, Academician of Crimean Academy of Sciences, Professor of the Department of technical systems in agribusiness, the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University». e-mail: berenstein31@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.

Vysotskaya Natalia Dmitrievna -Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of technical disciplines of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University», e-mail: natali.v-v@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.

Adamen Vladislav Anatolievich -master student of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: vlad.adamen.95@ mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.

89