CC BY
9The article considers factors that negatively affect the cultivation of grain crops in the steppe zone by the example of the Southern Urals. As such negative moments in the article, insufficient soil hydration and wind erosion were noted. To counteract and prevent these negative factors, it is suggested that high stubble, or stern wings, be left after harvesting.Due to climatic and landscape features of the steppe zone, it is advisable to harvest the harvest under such conditions in a separate or two-phase way - mowing the bread mass into rolls by means of roller swaths, their ripening and selection with threshing. Since the stern wedges can be formed during harvesting, it is advisable to equip the rollers with mechanisms and mechanisms for their formation. The article examines the Soviet and foreign experience of creating such equipment, analyzed its advantages and disadvantages. The own version of the header was also proposed with the device for the formation of stubble wings, created on the basis of a portioning header, developed on the basis of the Orenburg State Agrarian University, the constructive and technological schemes of the proposed machine were considered. To assess the effect of stubble leaving during the operation of the reaper in question, equipped with a special device, a description of experimental studies of snow retention on the wings and an evaluation of its results were given. For this purpose, a special concept was introduced-the coefficient of snowfall on the stern wings.
Key words: of harvesting grain, Portion Header, stubble backstage, apparatus for forming a stubble backstage, coefficient of snowfall, snow retention.
Literatura
1. Glushkov I.N., Pashinin S.S., Konstantinov M.M. Agrotehnicheskie pokazateli valkov
hlebnoj massy i sposoby ih formirovanija // Proektirovanie i organizacija jeffektivnogo processa uborki zernovyh kul'tur. Izdatel'stvo: Institut jekonomiki UrO RAN Ekaterinburg. 2011. S. 13-37.
2. Glushkov, I.N. K voprosu opredelenija optimal'noj shiriny transportirujushhego ustrojstva porcionnoj zhatki s ustrojstvom obrazovanija kulis [Tekst]/I.N. Glushkov, I.V. Gerasimenko // Izvestija orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2017 №4 (66). - S. 135-138.
3. Glushkov, I.N. Obosnovanie parametrov i rezhimov raboty porcionnoj zhatki s ustrojstvom obrazovanija kulis: avtoreferat dis. kand. tehn. nauk: 05.20.01 /OGAU. Orenburg, 2013.
4. Dzhamburshin A.SH. Kolosouborochnye mashiny i mehanizmy. Alma-Ata: «Kajnar», 1977. - 152 s.
5. Konstantinov, M.M. Ocenka urovnja poteri zerna za porcionnoj zhatkoj, osnashhjonnoj ustrojstvom dlja obrazovanija sternevyh kulis [Tekst] / M.M. Konstantinov, I.N. Glushkov // Izvestija orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2016 №3 (59). - S. 86-89.
6. Konstantinov M.M., Glushkov I.N., Kondrashov A.N. Pashinin S.S. Patent RFna izobretenie №2493685. Valkovaja porcionnaja zhatka s ustrojstvom obrazovanija sternevyh kulis MPK A01D34/04, A31D57/18. Bjul. №27. M, 27.09.2013.
7. Konstantinov M.M., Glushkov I.N., Gerasimenko I.V., Ivanchenko P.G. Ocenka jekspluatacionnyh i kachestvennyh pokazatelej raboty porcionnoj zhatki na razdel'noj uborke zernovyh kul'tur // V sbornike: Molodezh' i nauka XXI veka: materialy Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii, tom 2 Uljanovsk. 2017 S. 219225.
8. Konstantinov, M.M. Ocenka urovnja poteri zerna za porcionnoj zhatkoj, osnashhjonnoj ustrojstvom dlja obrazovanija sternevyh kulis [Tekst] / M.M. Konstantinov, I.N. Glushkov // Izvestija orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2016 №3 (59). - S. 86-89.
9. Starcev, A. S. JEksperimental'no-teoreticheskoe obosnovanie konstrukciiidiametra trubnogo vala shneka-motovila zhatki dlja uborkipodsolnechnika [Tekst]/ A.S. Starcev//Izvestija orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2017 № 1 (63). S. 70-74.
УДК 632.08:631.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ В ПЕРИОД ХРАНЕНИЯ ЗЕРНА В КОНТЕЙНЕРЕ С РАЗРЕЖЕННОЙ АТМОСФЕРОЙ
ЛАТЫШЕНОК Михаил Борисович, д-р техн. наук, профессор кафедры организации транспортных процессов и безопасности жизнедеятельности (ОТП и БЖД), [email protected]
ЛАТЫШЕНОК Надежда Михайловна, канд. техн. наук, доцент кафедры ОТП и БЖД, гдк.гдаи@ yandex.ru
ИВАШКИН Алексей Викторович, аспирант, гдк.гда^@ yandex.ru Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева
КОСТЕНКО Наталья Алексеевна, канд. техн. наук, доцент кафедры промышленного и гражданского строительства Рязанского института (филиала) Московского политехнического университета, [email protected].
Залогом успешной экономической деятельности хозяйства является способность сохранить товарные свойства зерна до следующего посевного сезона. Поэтому разработка современных технологий хранения зерна и особенно семенного фонда также важна для повышения производства зерна.
_© Латышенок М. Б., Латышенок Н. М., Ивашкин А. В., Костенко Н. А., 2019 г_
Сущность предложенного способа заключается в том, что интенсивность биологических процессов, протекающих в зерне, зависит от интенсивности его дыхания. Было сделано предположение, что снижение давления воздуха в контейнере должно повлиять и на жизнедеятельную активность насекомых-вредителей. Метод определения насекомых-вредителей основан на изменении содержания углекислого газа в контейнере, что свидетельствует о наличии насекомых в зерне, поскольку воздухообмен в герметичной таре с зерном отсутствует. В нормальном состоянии в воздухе содержится около 0,4% углекислого газа, поэтому повышение его концентрации будет сигнализировать о заражении зерна насекомыми. Для первичной оценки зараженности зерна насекомыми баки негерметично закрывались крышкой и помешались в климатическую камеру с температурой 30° С и влажностью воздуха 65%. С ростом разреженности атмосферного воздуха замедлялся процесс жизнедеятельности насекомых. Установлено, что насекомые-вредители способны восстановить свои жизненные функции, оказавшись в нормальных атмосферных условиях, если они до этого находились в разреженной воздушной атмосфере с абсолютным давлением более 50 кПа. Причем скорость восстановления жизненных функций насекомых-вредителей тем выше, чем ниже был уровень разрежённости атмосферы. Технология хранения семенного зерна в контейнере в условиях разреженной атмосферы должна содержать подготовительный режим, при котором будут созданы условия для уничтожения вредителей, находящихся в зерновой массе. Продолжительность этого режима должна составлять от 48 до 72 часов, абсолютное давление в контейнере для хранения семенного зерна не должно превышать 30 кПа.
Ключевые слова: хранение семенного зерна, контейнер, разреженная атмосфера, насекомые вредители.
Введение
Зерно - ценный пищевой продукт, производство которого в Российской федерации ежегодно растет. Одним из условий этого роста стало использование современных технологий выращивания зерновых, доступность этих технологий для фермерских хозяйств. Однако мало вырастить и убрать зерно, залогом успешной экономической деятельности хозяйства является способность сохранить товарные свойства зерна до следующего посевного сезона. Поэтому разработка современных технологий хранения зерна и особенно семенного фонда также важна для повышения производства зерна. В процессе хранения происходят потери в массе и качестве зерна. Основными причинами этих потерь являются: биологические потери (возникающие в процессе дыхания зерна, интенсивность которого зависит от температуры и влажности окружающей среды); потери от жизнедеятельности насекомых-вредителей, которые могут проникнуть в зерновую массу; потери от жизнедеятельности грызунов и птиц.
Теоретические предпосылки
Разработанный сотрудниками Рязанского агро-технологического университета способ хранения зерна в герметичных контейнерах в условиях разреженной атмосферы позволяет значительно снизить биологические потери в зерновой массе [2]. Сущность предложенного способа заключается в том, что интенсивность биологических процессов, протекающих в зерне, зависит от интенсивности его дыхания. Анаэробное дыхание является нормальным способом дыхания зерна. Интенсивность анаэробного дыхания увеличивается с ростом влажности и наличием достаточного количества воздуха в межзерновом пространстве, что приводит к снижению количества сухих веществ в зерне (убыли массы), повышению в нем гигроскопической влажности и сопровождается выделени-
ем большого количества тепла [1]. Снижение интенсивности анаэробного дыхания при хранении зерна в герметичном контейнере в условиях разреженной атмосферы достигается как общепринятым способом закладки на хранение сухого зерна, так и снижением количества кислорода в межзерновом пространстве за счет частичного разрежения воздушной атмосферы внутри контейнера. При этом способ позволяет отслеживать протекание процесса образования в результате дыхания зерна углекислого газа (СО2). Повышенное содержание углекислого газа в воздухе заставляет клетки зерна перейти на анаэробное дыхание, при котором в зерне начинаются процессы, близкие к спиртовому брожению, из-за чего качество зерна ухудшается и теряется его всхожесть.
Для реализации предложенного способа была разработана конструкция герметического контейнера. Контейнер состоит из емкости с герметичной крышкой и выгрузной горловиной. На емкости смонтированы контрольный манометр для контроля вакуумметрического давления внутри контейнера и штуцера для соединения с атмосферным клапаном, вакуумным насосом и газоанализатором. На внутренней стенке емкости смонтирован универсальный датчик для контроля температуры и влажности воздуха в межзерновом пространстве.
Проведенные исследования показали, что на хранение семенное зерно в герметичный контейнер может быть заложено с влажностью не более 15,2%. В процессе хранения внутри контейнера должно поддерживаться вакуумметрическое давление 66 кПа, что соответствует абсолютному давлению 34 кПа [2,3]. Вентиляцию межзернового пространства внутри контейнера необходимо проводить при снижении уровня кислорода в воздухе ниже 14%.
Было сделано предположение, что снижение
давления воздуха в контейнере должно повлиять и на жизнедеятельную активность насекомых-вредителей, учитывая то, что скорость реакций обмена веществ (дыхания) зерна, особенно сухого, очень мала в сравнении со скоростью обменных реакций насекомых-вредителей, более интенсивно потребляющих кислород из воздуха.
Методика проведения исследования
Исследования проводились на основе положений государственного стандарта (ГОСТ 28666.190, 28666.2-90. 28666.3-90 Зерновые и бобовые. Определение скрытой зараженности насекомыми). В основу методики определения изменения жизненной активности вредных насекомых, заразивших зерно, в зависимости от разреженности атмосферы в межзерновом пространстве положен метод ускоренных испытаний для определения содержания углекислого газа, выделенного живыми организмами. Этот метод позволяет определить жизненную активность свободно живущих в зерне насекомых, которые находятся внутри отдельных зерен или во взрослом состоянии, или в стадии личинок, развившихся из яиц, отложенных внутри зерен.
Принципиальная схема лабораторной установки представлена на рисунке 1.
!1
п п
Рис. 1 - Принципиальная схема лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из бака с герметичной крышкой 1. На стенках бака установлены золотники с вентилями 2 для подачи воздуха из окружающей среды [4,5]. Удаление отработанного воздуха из бака и создание разреженной атмосферы внутри бака осуществлялось с помощью вакуумного насоса 3 марки МНR-A998A, через золотник с вентилем 5. Контроль содержания углекислого газа в воздухе внутри бака осуществлялся комбинированным многокомпонентным сигнализатором 4 марки СК-2, работающим в режиме СО2.
Перед началом испытания зерновая масса в количестве трех килограммов засыпалась в предварительно вымытый и сухой бак. Влажность зерна составляла 15%. Для искусственного заражения зерна насекомыми-вредителями были использованы полученные на станции защиты растений зерна, заражённые личинками амбарного долгоносика ^йорЫ^дгапаг^) и зерновой моли (Sitophiluszeamais). Данный вид насекомых-вредителей был выбран из того условия, что они повсеместно распространены на территории Рязанской области и обычно проводят значительную
часть жизненного цикла внутри зерен, включая полный период развития и питание личинок, а также имеют одинаковый период инкубации.
Метод определения насекомых-вредителей по выделению углекислого газа основан на изменении содержания углекислого газа, что свидетельствует о наличии насекомых в зерне, поскольку воздухообмен в герметичной таре зерна отсутствует. В нормальном состоянии в воздухе содержится около 0,03% углекислого газа, поэтому повышение его концентрации будет сигнализировать о заражении зерна насекомыми.
Для первичной оценки зараженности зерна насекомыми баки негерметично закрывались крышкой и помешались в климатическую камеру с температурой 30о С и влажностью воздуха 65%. Выдержка бака с зараженными семенами продолжалась до тех пор, пока выделение углекислого газа за 24 часа инкубации насекомых не составляло 0,5% в межзерновом пространстве зерна массой в один килограмм, что согласно ГОСТ 28666-90 соответствовало средней зараженности зерна насекомыми. После того как была получена необходимая степень заражения семян насекомыми-вредителями бак закрывался герметичной крышкой и проводилась откачка воздуха до величины, установленной планом эксперимента. Замеры содержания углекислого газа в воздухе внутри бака осуществлялись комбинированным многокомпонентным сигнализатором 4 марки СК-2, работающим в режиме измерения СО2 ежечасно в течение трех суток.
Сходимость результатов эксперимента обеспечивалась трехкратным повторным замером содержания углекислого газа в межзерновом пространстве. Замеры проводились одним и тем же лаборантом, при этом разница полученных результатов не превышала 0,2%.
Результаты исследования
Результаты исследования представлены в виде гистограмм на рисунках 2,3._
2,оо% -
1.50% 1,00% 0,50%
о,оо%
Ряд 1 Ряд 2 Ряд 3
о о
о
СП
о
Г-.
о о 1Г1 сш
Здесь и далее на рисунках 3-5 ряд1 - 24 часа инкубации насекомых ряд 2 - 48 часов инкубации насекомых ряд 3 - 72 часа инкубации насекомых Рис. 2 - Гистограмма влияния разреженной атмосферы на жизнедеятельность амбарного долгоносика
2,00% 1,50% 1,00% 050%
000% М—
J/
I Ряд 1 Ряд 2 I Ряд 3
1-1-1-1-
100 90 70 50 30 10 кПа кПа кПА кПа кПа кПа
1,201% 1,00% 0,30% 0,60% 0,40% 0,20% 0,00% -И
I Ряд 1 Ряд 2 Ряд 3
-Ж
70 кПа 50 кПа 30 кПА 10 иПа
Рис. 4 - Гистограмма восстановления жизненных функций амбарного долгоносика после нахождения его в разреженной воздушной атмосфере
1,20% 1,00% 0,30% 0,60% 0,<«>% 0,20% 0,00%
Ряд 1 Ряд 2 Ряд 3
70 50 30 10 кПа кПа кПА кПа
Рис. 3 - Гистограмма влияния разреженной атмосферы на жизнедеятельность зерновой моли
Анализ гистограммы рис. 2 показал, что при отсутствии разреженности воздуха, когда давление воздуха внутри бака равно атмосферному (101,3 кПа), амбарный долгоносик продолжает развиваться. Его жизнедеятельность в зерне становится активнее, о чем свидетельствует рост концентрации углекислого газа в межзерновом пространстве с 1,5 % до 1,65%.
С ростом разреженности атмосферного воздуха замедлялся процесс жизнедеятельности насекомых. Так, при абсолютном давлении 90 кПа количество выделенного насекомыми-вредителями углекислого газа в среднем снизилось на 0,2%, а при абсолютном давлении 70 кПа - на 0,8-0,9%. Выдержка насекомых в воздушной атмосфере при абсолютном давлении 30 кПа показала, что уже на вторые сутки наблюдалось полное прекращение жизненной активности насекомых.
В ходе лабораторных испытаний проводились также исследования возможности насекомых- вредителей восстановить свои жизненные функции после нахождения их в разреженной воздушной атмосфере. Для создания нормальных условий инкубации насекомых-вредителей баки с зараженным зерном закрывались негерметичными крышками. Контрольные замеры содержания углекислого газа в воздухе проводились на пятые, десятые и пятнадцатые сутки испытания.
Результаты проведенных замеров представле-
Рис. 5 - Гистограмма восстановления жизненных функций зерновой моли после нахождения ее в разреженной воздушной атмосфере
Из гистограмм видно, что насекомые-вредители способны восстановить свои жизненные функции, оказавшись в нормальных атмосферных условиях, если они до этого находились в разреженной воздушной атмосфере с абсолютным давлением более 50 кПа. Причем скорость восстановления жизненных функций насекомых-вредителей тем выше, чем ниже был уровень разреженности атмосферы. После трехдневного нахождения насекомых в баке при абсолютном давлении воздуха 30 кПа и ниже жизнедеятельных функций насекомыми вредителями не восстанавливались, о чем свидетельствовали отсутствие роста содержания углекислого газа в воздухе. С высокой степенью вероятности это свидетельствует о том, что насекомые-вредители зерновых культур погибли.
Заключение
Технология хранения семенного зерна в контейнере в условиях разреженной атмосферы должна содержать подготовительный режим, при котором будут созданы условия для уничтожения вредителей, находящихся в зерновой массе. Продолжительность этого режима должна составлять от 48 до 72 часов, абсолютное давление в контейнере для хранения семенного зерна не должно превышать 30 кПа. Данный режим позволит уничтожить насекомых-вредителей, которые могут быть в зерновой массе, в то же время из-за небольшой продолжительности режима вакуумиро-вания он не повлияет на всхожесть семян.
Список литературы
1. Боуманс Г. Эффективная обработка и хранение зерна [Текст] / Пер. с англ. - М.: Агропромиз-дат, 1991. - 607 с.
2. Латышенок М.Б. Контейнерный способ хранения семенного зерна в малых фермерских хозяйствах [Текст]/ Иванкин А.В., Латышенок М.Б., Латышенок Н.М., Биленко В.А.// Материалы 69-ой международной научно-практической конференции РГАТУ. 2018. -С. 58-62.
3. Латышенок М.Б. Лабораторные исследования сохранности семенного зерна в контейнерах с
н
разряженной атмосферой [Текст]/Латышенок М.Б., Костенко М.Ю., Латышенок Н.М., Ивашкин А.В.// Вестник Рязанского государственного агротехно-логического университета им. П.А. Костычева. -2018. - №3 (39). - С. 98 - 102.
4. Пат. 108029 Российская Федерация, МПК7 B65D 88/66. Бункерное устройство [Текст] / Гайдуков К. В., Латышенок М. Б., Костенко М. Ю.;
стантин Владимирович. - №2011120915/12; заявл. 24.05.2011; опубл. 10.09.2011 Бюл. № 25 - 1 с. : ил.
5. Пат. 2458837 Российская Федерация, МПК7 B65D 88/66 , B65D 88/54. Бункерное устройство [Текст] / Гайдуков К. В., Латышенок М. Б., Костенко М. Ю.; заявитель и патентообладатель Гайдуков Константин Владимирович. - № 2011120199/12; заявл. 19.05.2011; опубл. 20.08.2012 Бюл. № 23 - 3 с. : ил.
заявитель и патентообладатель Гайдуков Кон-
RESULTS OF RESEARCHES OF VEGETABILITY OF INSECTS PESTS IN THE PERIOD OF GRAIN STORAGE IN A CONTAINER WITH A DISCHARGED ATMOSPHERE
Latyshenok Mikhail B, Dr. Tech. Sci., Professor, Department of Transport Processes and Life Safety, [email protected]
Latyshenok Nadezhda M., Cand. tech. Sci., Associate Professor, Department of Transport Processes and Life Safety, [email protected]
Ivashkin Alexey V., graduate student, rgk.rgatu @ yandex.ru Ryazan State Agrotechnological University. P.A. Kostycheva
Kostenko Natalia A., Cand. tech. Sci., Associate Professor of the Department of Industrial and Civil Engineering of the Ryazan Institute (branch) of the Moscow Polytechnic University, [email protected].
The key to successful economic activity of the economy is the ability to preserve the commodity properties of the grain until the next planting season. Therefore, the development of modern technologies for the storage of grain and especially the seed fund is also important for increasing grain production. The essence of the proposed method is that the intensity of the biological processes taking place in the grain depends on the intensity of its respiration. It was suggested that the decrease in air pressure in the container should also affect the vital activity of insect pests. The method of determining insect pests for carbon dioxide emissions is based on the change in carbon dioxide content, which indicates the presence of insects in the grain, since there is no air exchange in the hermetic container of grain. In the normal state, the air contains about 0.4% carbon dioxide, so an increase in its concentration will signal the contamination of grain by insects. For the initial assessment of the contamination of grain by insects, the tanks were not sealed with a lid and placed in a climate chamber with a temperature of 30 ° C and a humidity of 65%. With the growth of rarefaction of the atmospheric air, the vital activity of insects slowed down. It has been established that insect pests are able to restore their vital functions being in normal atmospheric conditions, if they were previously in a discharged air atmosphere with an absolute pressure of more than 50 kPa. Moreover, the rate of recovery of the vital functions of insect pests is the higher, the lower the level of rarefaction of the atmosphere was. The technology of storing seed grain in a container under the conditions of a dispersed atmosphere should contain a preparatory mode, under which conditions will be created for the destruction of pests in the grain mass. The duration of this mode should be from 48 to 72 hours; the absolute pressure in the container for storing seed grain should not exceed 30 kPa.
Key words: storage of seed grain, container, discharged atmosphere, insect pests.
Literatura
1 Boumans G Effektivnaya obrabotka i hranenie zerna [Tekst] Per s angl M Agropromizdat 1991 607 s
2 Latyshenok M B Kontejnernyj sposob hraneniya semennogo zerna v malyh fermerskih hozyajstvah [Tekst] Ivankin A V Latyshenok M B Latyshenok N M Bilenko V A Materialy 69-oj mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii RGATU 2018 S 58-62
3 Latyshenok M B Laboratornye issledovaniya sohrannosti semennogo zerna vkontejnerah s razryazhennoj atmosferoj [Tekst] Latyshenok M B Kostenko M YU Latyshenok N M Ivashkin A V Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta im P A Kostycheva 2018 - 3 39 S 98 102
4 Pat 108029 Rossijskaya Federatsiya MPK7 B65D 88 66 Bunkernoe ustrojstvo [Tekst] Gajdukov K V Latyshenok M B Kostenko M YU zayavitel i patentoobladatel Gajdukov Konstantin Vladimirovich - 2011120915 12 zayavl 24 05 2011 opubl 10 09 2011 Byul 25 1 s il
5 Pat 2458837 Rossijskaya Federatsiya MPK7 B65D 88 66 B65D 88 54 Bunkernoe ustrojstvo [Tekst] Gajdukov K V Latyshenok M B Kostenko M YU zayavitel i patentoobladatel Gajdukov Konstantin Vladimirovich - 2011120199 12 zayavl 19 05 2011 opubl 20 08 2012 Byul 23 3 s il
